Geral e Definição
A epigenética trata do estudo de todas aquelas modificações hereditárias que levam a variações na expressão gênica sem, entretanto, alterar a sequência do DNA e, portanto, sem causar modificações na sequência dos nucleotídeos que o compõem.
Usando uma linguagem mais técnica, porém, podemos afirmar que a epigenética estuda todas aquelas modificações e todas aquelas mudanças que podem variar o fenótipo de um indivíduo, sem, no entanto, alterar o genótipo.
O mérito de "ter cunhado o termo" epigenética "é atribuído ao biólogo Conrad Hal Waddington que, em 1942, o definiu como" o ramo da biologia que estuda as interações causais entre genes e seu produto, e dá origem ao fenótipo ".
Explicada nesses termos, a epigenética pode parecer bastante complexa; para entender melhor o conceito, pode ser útil abrir um pequeno parêntese sobre como o DNA é feito e como ocorre a transcrição dos genes que ele contém.
DNA e transcrição gênica
O DNA está contido no núcleo da célula, tem uma estrutura em dupla hélice e é composto de unidades repetitivas, chamadas de nucleotídeos.
A maior parte do DNA contido em nossas células é organizado em subunidades específicas chamadas nucleossomos.
Os nucleossomos são constituídos por uma parte central (chamada núcleo) composta por proteínas chamadas histonas em torno das quais o DNA se envolve.
O conjunto de DNA e histonas constitui a chamada cromatina.
A transcrição dos genes contidos no DNA depende justamente do "empacotamento deste" dentro dos nucleossomos. Na verdade, o processo de transcrição do gene é regulado por fatores de transcrição, proteínas particulares que se ligam a sequências regulatórias específicas presentes no DNA e que são capazes de ativar ou reprimir - dependendo do caso - genes específicos.
O DNA com baixo nível de empacotamento permitirá, portanto, que os fatores de transcrição acessem as sequências regulatórias, ao contrário, o DNA com alto nível de empacotamento não permitirá o acesso.
O nível de empacotamento é determinado pelas próprias histonas e pelas mudanças que podem ser feitas em sua estrutura química.
Mais especificamente, a "acetilação das histonas (ou seja, a adição de um grupo acetil em locais específicos nos aminoácidos que compõem essas proteínas) faz com que a cromatina assuma uma conformação" mais relaxada ", permitindo a entrada de fatores de transcrição, daí a transcrição do gene Por outro lado, a desacetilação remove os grupos acetil, fazendo com que a cromatina fique mais espessa e, assim, bloqueando a transcrição do gene.
Sinais epigenéticos
Diante do que foi dito até agora, podemos afirmar que, se a epigenética estuda as modificações capazes de alterar o fenótipo, mas não o genótipo de um indivíduo, um sinal epigenético é aquela modificação capaz de alterar a expressão de um determinado gene. , sem alterar a sequência de nucleotídeos.
Consequentemente, podemos afirmar que a acetilação das histonas mencionada no parágrafo anterior pode ser considerada um sinal epigenético, ou seja, é uma modificação epigenética capaz de influenciar a atividade do gene (que pode ser transcrita ou menos) sem alterar sua estrutura.
Outro tipo de modificação epigenética é constituída pela reação de metilação, tanto do DNA quanto das próprias histonas.
Por exemplo, a metilação (ou seja, a adição de um grupo metil) do DNA em um sítio promotor reduz a transcrição do gene, cuja ativação é regulada por esse próprio sítio promotor. Na verdade, o sítio promotor é uma sequência específica de DNA localizada a montante dos genes, cuja tarefa é permitir que se inicie a transcrição dos mesmos. A adição de um grupo metil neste local, portanto, causa uma espécie de estorvo que impede a transcrição do gene.
Ainda assim, outros exemplos de modificações epigenéticas atualmente conhecidas são fosforilação e ubiquitinação.
Todos esses processos envolvendo proteínas de DNA e histonas (mas não apenas) são regulados por outras proteínas que são sintetizadas após a transcrição de outros genes, cuja atividade pode, por sua vez, ser alterada.
Em qualquer caso, a peculiaridade mais interessante de uma modificação epigenética é que ela pode ocorrer em resposta a estímulos ambientais externos que dizem respeito, precisamente, ao ambiente que nos rodeia, nosso estilo de vida (incluindo nutrição) e nosso estado de saúde.
Em certo sentido, uma modificação epigenética pode ser entendida como uma mudança adaptativa operada pelas células.
Essas alterações podem ser fisiológicas, como acontece no caso de neurônios que adotam mecanismos epigenéticos de aprendizagem e memória, mas também podem ser patológicas, como acontece, por exemplo, no caso de transtornos mentais ou tumores.
Outras características importantes das modificações epigenéticas são a reversibilidade e a hereditariedade, de fato, essas modificações podem ser transmitidas de uma célula para outra, embora ainda possam sofrer novas alterações ao longo do tempo, sempre em resposta a estímulos externos.
Finalmente, as modificações epigenéticas podem ocorrer em diferentes fases da vida e não apenas no nível embrionário (quando as células se diferenciam) como se acreditava, mas também quando o organismo já está desenvolvido.
Aspectos Terapêuticos
A descoberta da epigenética e das modificações epigenéticas pode ser amplamente explorada no campo terapêutico para o potencial tratamento de diferentes tipos de patologias, inclusive as do tipo neoplásico (tumores).
Na verdade, conforme mencionado, as modificações epigenéticas também podem ser de natureza patológica; portanto, nesses casos, eles podem ser definidos como anomalias reais.
Os pesquisadores, portanto, levantaram a hipótese de que, se essas mudanças podem ser influenciadas por estímulos externos e podem se manifestar e se modificar ao longo da vida do organismo, então é possível intervir nelas usando moléculas específicas com o objetivo de trazer a situação de volta para condições normais de normalidade. Isso é algo que não pode ser feito (pelo menos não ainda) quando a causa da doença está em uma mutação genética real.
Para melhor compreender esse conceito, podemos tomar como exemplo o uso que os pesquisadores têm feito do conhecimento da epigenética no campo das terapias anticâncer.
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