O que é epigenética? Chaves para entender
Quão importante é o DNA O código genético é a peça-chave da vida que, no caso dos humanos, armazena a informação que permite que o corpo se desenvolva entre os quase 20.000 genes que compõem o genoma. Todas as células do mesmo corpo têm o mesmo DNA.
Então, como é possível que eles ajam de forma diferente? Ou melhor, como um neurônio é um neurônio e não um hepatócito, se eles apresentam o mesmo DNA? A resposta está na epigenética .
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O que é epigenética?
Embora contenha as informações, a cadeia de ácido desoxirribonucléico não é tudo, pois existe um componente importante que é o meio ambiente. Aí vem o termo epigenética, "sobre genética" ou "além da genética".
Existem fatores externos ao código genético que regulam a expressão dos diferentes genes, mas mantendo sempre a sequência de DNA intacta. É um mecanismo que tem sua relevância: se todos os genes estivessem ativos ao mesmo tempo, não seria bom, para o qual um controle sobre a expressão é necessário.
O termo epigenética foi cunhado pelo geneticista escocês Conrad Hal Waddington em 1942 para se referir a estudo da relação de genes e meio ambiente .
Uma maneira simples de entender a epigênese me foi dada por um bom amigo com este exemplo: se pensamos que o DNA é uma biblioteca, os genes são livros e a expressão gênica é o bibliotecário. Mas as próprias bibliotecas, o pó, as prateleiras, os fogos ... tudo o que atrapalha ou ajuda o bibliotecário a acessar os livros seria epigenética.
A realidade é que O genoma humano consiste em mais de 20.000 genes , mas estes nem sempre estão ativos ao mesmo tempo. Dependendo do tipo de célula que é, em que estágio do desenvolvimento está o organismo ou até mesmo o ambiente onde o indivíduo vive, haverá alguns genes ativos e outros não. A presença de um grupo de proteínas que é responsável por controlar a expressão gênica sem modificar a seqüência do DNA, ou seja, sem causar mutações ou translocações, por exemplo, permite isso.
Conhecendo o epigenoma
O conceito de epigenoma nasceu como consequência do aparecimento de epigenética, e não é mais do que todos os componentes que fazem parte desta regulação da expressão gênica.
Ao contrário do genoma, que permanece estável e imutável desde o nascimento até a velhice (ou deveria ser), o epigenoma é dinâmico e variável. Ao longo do desenvolvimento está mudando, pode ser afetado pelo meio ambiente e não é o mesmo de acordo com o tipo de célula. Para colocar um efeito ambiental, tem sido visto que o consumo de tabaco tem um impacto negativo sobre o epigenoma, o que favorece o aparecimento de câncer.
Antes de continuar, uma breve revisão da genética é necessária para entender o propósito do DNA. O código genético contém genes, mas, por essa mesma razão, isso não teria consequências. Em geral, é necessário que um complexo proteico chamado RNA polimerase "ler" esse gene e transcrevê-lo para outro tipo de cadeia de ácido nucleico chamado "RNA mensageiro" (mRNA), que consiste apenas na leitura do fragmento gênico.
É necessário que este RNA obtido seja traduzido para o produto final, que não é outro senão uma proteína, formada por outro complexo molecular conhecido como ribossomo, que sintetiza a proteína do mRNA. Tendo claro como isso funciona, eu continuo.
Mecanismos epigenéticos
O DNA é uma estrutura muito grande, que no caso dos humanos tem um comprimento de quase dois metros, muito maior que o diâmetro de qualquer célula.
A natureza é sábia e encontrou um método para reduzir drasticamente o tamanho e empacotá-lo dentro do núcleo da célula: graças a proteínas estruturais chamadas "histonas" , agrupados em grupos de oito para formar o nucleossomo, suportam a cadeia de DNA de modo que ela envolva e facilite o dobramento.
A cadeia de DNA não é totalmente compacta, deixando partes mais livres para a célula desempenhar suas funções. A verdade é que o dobramento dificulta a leitura de genes pela RNA polimerase, de modo que nem sempre é dobrado da mesma maneira em células diferentes. Ao não permitir o acesso à RNA polimerase, você está exercendo controle sobre a expressão gênica sem modificar a sequência.
Seria muito simples se fosse só isso, mas o epigenoma Também faz uso de marcadores químicos . A mais conhecida é a metilação do DNA, que consiste na ligação de um grupo metil (-CH3) ao ácido desoxirribonucleico.Esta marca, dependendo da sua colocação, pode tanto estimular a leitura de um gene como impedir que ele seja atingido pela RNA polimerase.
O epigenoma é herdado?
O genoma, que é invariável, é herdado de cada um dos pais de um indivíduo. Mas a mesma coisa acontece com o epigenoma? Este tópico trouxe muita controvérsia e dúvidas.
Lembre-se que, ao contrário do código genético, o epigenoma é dinâmico. Existem grupos científicos que estão convencidos de que também é herdado, e o exemplo mais recorrente é o caso de uma aldeia na Suécia, onde os netos de avós que passaram fome passam mais tempo, como se fosse o resultado de epigenética.
O principal problema com esse tipo de estudo é que eles não descrevem o processo, mas são apenas conjeturas sem uma demonstração que resolve a dúvida.
Quanto àqueles que acreditam que o epigenoma não é herdado, eles são baseados em um estudo que revela uma família de genes cuja função principal é reinicie o epigenoma no zigoto . No entanto, o mesmo estudo deixa claro que o epigenoma não reinicia completamente, mas que 5% dos genes escapam desse processo, deixando uma pequena porta aberta.
A importância da epigenética
A importância que está sendo dada ao estudo da epigenética é que ela pode ser o caminho para investigar e entender processos da vida como envelhecimento, processos mentais ou células-tronco.
O campo em que mais resultados estão sendo obtidos está no entendimento da biologia do câncer, buscando alvos para gerar novas terapias farmacológicas para combater essa doença.
Envelhecimento
Como mencionado anteriormente no texto, o epigenoma em cada célula muda de acordo com o estágio de desenvolvimento em que a pessoa está.
Existem estudos que provaram isso. Por exemplo, foi observado que o genoma varia no cérebro humano do nascimento até a maturidade, enquanto na idade adulta até a velhice permanece estável. Durante o envelhecimento, há mudanças novamente, mas desta vez para baixo, em vez de para cima.
Para este estudo, eles se concentraram em metilação de DNA, visto que eles geraram mais durante a adolescência e desceram na velhice. Neste caso, falta de metilação dificulta o trabalho da RNA polimerase , o que leva a uma diminuição na eficiência dos neurônios.
Como uma aplicação para a compreensão do envelhecimento, há um estudo que faz uso de padrões de metilação do DNA em células da linhagem sanguínea como indicadores da idade biológica. Ocasionalmente, a idade cronológica não coincide com a idade biológica e, com o uso desse padrão, pode-se conhecer o estado de saúde e a mortalidade do paciente de maneira mais concreta.
Câncer e patologias
O câncer consiste em uma célula que, por algum motivo, deixa de ser especializada em seu tecido de origem e passa a se comportar como se fosse uma célula indiferenciada, sem limitar sua proliferação ou se deslocar para outros tecidos.
Por lógica, é normal pensar que mudanças no epigenoma pode causar uma célula a se tornar cancerosa afetando a expressão gênica.
No DNA existem genes que são conhecidos como "supressores de câncer" ; seu próprio nome indica qual é sua função. Bem, em alguns casos de câncer, tem sido visto que esses genes são metilados, de modo que eles inativam o gene.
Atualmente, o objetivo é estudar se a epigenética afeta outros tipos de patologias. Há evidências que sugerem que também está envolvido na arteriosclerose e em alguns tipos de doença mental.
Aplicações médicas
A indústria farmacêutica está de olho no epigenoma, que graças ao seu dinamismo é um alvo viável para futuras terapias. Eles já estão sendo colocados em prática tratamentos em alguns tipos de câncer , principalmente em leucemias e linfomas, onde o medicamento é direcionado para a metilação do DNA.
Deve notar-se que isto é eficaz desde que a origem do cancro seja epigenética e não outra, como por exemplo por uma mutação.
No entanto, o maior desafio é obter todas as informações sobre o epigenoma humano, por meio do sequenciamento do genoma humano. Com um conhecimento mais amplo, no futuro você poderia inventar tratamentos mais personalizados e individualizada, para poder conhecer as necessidades das células da área danificada em um paciente específico.
A ciência precisa de mais tempo
A epigenética é um campo bastante recente de pesquisa e mais estudos são necessários para entender melhor o assunto.
O que deve ficar claro é que epigenética consiste em regulamentações de expressão genética que não modificam a seqüência do DNA. Não é incomum encontrar referências erradas à epigenética em casos de mutações, por exemplo.
