O que é epigenética? Chaves para entender

A epigenética é um campo da biologia que estuda as alterações na expressão dos genes que não envolvem mudanças na sequência de DNA. Essas alterações podem ser influenciadas por fatores ambientais, estilo de vida e experiências ao longo da vida, e desempenham um papel fundamental na regulação da atividade dos genes. Compreender a epigenética é essencial para entender como os genes são ativados e desativados, e como esses processos podem afetar a saúde e o desenvolvimento de um organismo. Neste contexto, as chaves para entender a epigenética incluem o papel dos marcadores epigenéticos, como o DNA metilado e as histonas modificadas, e como esses marcadores podem ser herdados e influenciar a expressão dos genes ao longo das gerações.

Significado e conceito da epigenética: compreendendo a regulação genética além do DNA.

A epigenética é um campo da biologia que estuda as mudanças na expressão dos genes que não envolvem alterações na sequência de DNA. Em outras palavras, a epigenética se concentra na regulação da atividade dos genes, influenciando como as informações genéticas são interpretadas e utilizadas pelo organismo.

Essas mudanças epigenéticas podem ser causadas por diversos fatores, como a exposição a substâncias químicas, o ambiente em que vivemos, a nossa dieta e até mesmo o nosso estilo de vida. Elas podem ter um impacto significativo na nossa saúde e no desenvolvimento de doenças.

Uma das principais características da epigenética é a hereditariedade dessas alterações. Isso significa que as mudanças epigenéticas podem ser passadas para as gerações futuras, sem que haja uma modificação na sequência de DNA.

Para entender a epigenética, é importante compreender que ela atua como um mecanismo de controle que regula quais genes estão ativos em determinado momento e em qual intensidade. Isso é fundamental para o funcionamento adequado das células e dos tecidos do nosso corpo.

Entenda o significado da epigenética e sua importância para a saúde e genética.

A epigenética é um campo de estudo que se refere às mudanças na expressão dos genes que não envolvem alterações na sequência do DNA. Em outras palavras, a epigenética estuda como os genes são ligados ou desligados sem modificar a estrutura do DNA. Essas mudanças podem ser influenciadas por diversos fatores, como o ambiente, a dieta, o estilo de vida e até mesmo experiências traumáticas.

Essas alterações epigenéticas podem afetar a saúde de uma pessoa, contribuindo para o desenvolvimento de diversas doenças, como o câncer, diabetes, obesidade e distúrbios mentais. Além disso, a epigenética desempenha um papel fundamental na regulação do desenvolvimento embrionário, na diferenciação celular e na resposta a estímulos externos.

Para entender a importância da epigenética para a genética, é preciso compreender que os genes não são os únicos responsáveis pelas características hereditárias de um organismo. As alterações epigenéticas podem influenciar a forma como os genes são ativados ou desativados, afetando diretamente o funcionamento das células e, consequentemente, a saúde do indivíduo.

Portanto, a pesquisa nesse campo é fundamental para o desenvolvimento de novas terapias e estratégias de prevenção de doenças.

Principais técnicas de estudo da epigenética: conhecendo os métodos mais utilizados na pesquisa.

A epigenética é o estudo das mudanças hereditárias que ocorrem na expressão gênica sem alterações na sequência de DNA. Essas alterações podem ser influenciadas por diversos fatores, como ambiente, estilo de vida e até mesmo experiências passadas. Para compreender melhor esse campo de estudo, é fundamental conhecer as principais técnicas utilizadas na pesquisa em epigenética.

Uma das técnicas mais comuns na análise da epigenética é a bissequenciação, que permite a identificação de modificações químicas no DNA, como a metilação do DNA. Outra técnica importante é a cromatina de imunoprecipitação, que permite a identificação de proteínas associadas ao DNA, como as histonas.

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Além disso, a técnica de microarranjo de DNA é frequentemente utilizada para analisar padrões de metilação em larga escala em todo o genoma. Já a técnica de sequenciamento de nova geração permite a identificação de modificações epigenéticas em nível de nucleotídeo.

Essas são apenas algumas das técnicas mais utilizadas na pesquisa em epigenética, mas é importante ressaltar que a combinação de diferentes métodos é essencial para uma compreensão mais abrangente dos mecanismos envolvidos na regulação da expressão gênica. Com o avanço das tecnologias e o aprimoramento das técnicas, a epigenética tem se tornado um campo cada vez mais fascinante e relevante para a compreensão da biologia e da saúde humana.

Principais mecanismos epigenéticos: conheça as bases da regulação da expressão gênica.

A epigenética é o estudo das mudanças hereditárias na expressão gênica que não são causadas por alterações na sequência de DNA. Essas mudanças podem ser influenciadas por fatores ambientais e podem afetar como os genes são ativados ou desativados, sem modificar a sequência de nucleotídeos do DNA.

Os principais mecanismos epigenéticos envolvem modificações químicas no DNA e nas histonas, proteínas ao redor das quais o DNA se enrola para formar a cromatina. As principais modificações epigenéticas incluem a metilação do DNA, a acetilação das histonas, a fosforilação das histonas e a ubiquitinação das histonas.

A metilação do DNA ocorre quando grupos metil são adicionados às bases de citosina no DNA, geralmente reprimindo a expressão gênica. Já a acetilação das histonas envolve a adição de grupos acetila às histonas, relaxando a cromatina e facilitando a transcrição gênica. A fosforilação das histonas e a ubiquitinação das histonas também desempenham papéis importantes na regulação da expressão gênica.

Esses mecanismos epigenéticos são essenciais para garantir a regulação adequada da expressão gênica em diferentes tipos de células e em resposta a diferentes estímulos ambientais. Compreender como esses mecanismos funcionam pode ajudar a elucidar os processos biológicos subjacentes a diversas doenças, bem como a desenvolver novas abordagens terapêuticas.

O que é epigenética? Chaves para entender

O que é epigenética? Chaves para entender 1

Quão importante é o DNA. O código genético é a peça chave da vida , que no caso dos humanos salva as informações que permitem ao corpo se desenvolver 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 maneira diferente? Em vez disso, como um neurônio é um neurônio e não um hepatócito, se eles têm o mesmo DNA? A resposta está na epigenética .

O que é epigenética?

Embora contenha as informações, a cadeia do ácido desoxirribonucléico não é tudo, pois existe um componente importante que é o meio ambiente. Aí vem o termo epigenética, “sobre genética” ou “além de genética”.

Existem fatores externos ao código genético que regulam a expressão dos diferentes genes, mas sempre mantendo intacta a sequência de DNA. É um mecanismo que tem sua relevância: se todos os genes estivessem ativos ao mesmo tempo, não seria bom, razão pela qual é necessário um controle sobre a expressão.

O termo epigenético foi cunhado pelo geneticista escocês Conrad Hal Waddington em 1942 para se referir ao estudo da relação de genes e meio ambiente .

Uma maneira simples de entender a epidemia 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 genética é o bibliotecário. Mas as próprias bibliotecas, o pó, as prateleiras, os incêndios … tudo o que impede 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 esses nem sempre são ativos ao mesmo tempo. Dependendo do tipo de célula, em que estágio do desenvolvimento o organismo é encontrado ou até o ambiente em que o indivíduo vive, haverá alguns genes ativos e outros não. A presença de um grupo de proteínas que é responsável por controlar a expressão genética sem modificar a sequência de DNA, ou seja, sem causar mutações ou translocações, por exemplo, permite isso.

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Conhecendo o epigenoma

O conceito de epigenoma nasceu como consequência do surgimento da epigenética e nada mais é do que todos os componentes que fazem parte dessa regulação da expressão genética.

Ao contrário do genoma, que permanece estável e imutável desde o nascimento até a velhice (ou deveria ser), o epigenoma é dinâmico e variável. Durante o desenvolvimento, ele muda, pode ser afetado pelo ambiente e não é o mesmo, dependendo do tipo de célula. Para colocar um efeito ambiental, foi visto que o uso do tabaco tem um impacto negativo no epigenoma, o que favorece o aparecimento do câncer.

Antes de continuar, uma pequena revisão da genética é apropriada para entender o objetivo do DNA. O código genético contém genes, mas por esse motivo isso não teria consequências. Em geral, é necessário que um complexo proteico chamado RNA polimerase “leia” esse gene e transcreva-o para outro tipo de cadeia de ácidos nucleicos chamada “RNA mensageiro” (mRNA), que consiste apenas no fragmento do gene lido.

É necessário que esse RNA obtido seja traduzido no produto final, que não é outro senão uma proteína, formada por outro complexo molecular conhecido como ribossomo, que sintetiza a proteína a partir do mRNA. Tendo claro como isso funciona, eu continuo.

Mecanismos epigenéticos

O DNA é uma estrutura muito grande, que no caso dos humanos tem quase dois metros de comprimento, 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 celular: graças às proteínas estruturais chamadas “histonas” , que são agrupadas em grupos de oito para formar o nucleossomo, elas suportam a cadeia de DNA a ser enrolado nele e facilitar a dobra.

A cadeia de DNA não está totalmente compactada, deixando mais peças livres para a célula desempenhar suas funções. A verdade é que a dobragem dificulta a leitura dos genes pela RNA polimerase, portanto nem sempre é dobrada da mesma maneira em células diferentes. Ao não permitir o acesso à RNA polimerase, você já está exercendo controle sobre a expressão genética sem modificar a sequência.

Seria muito simples se fosse apenas isso, mas o epigenoma também utiliza marcadores químicos . O mais conhecido é a metilação do DNA, que consiste na ligação de um grupo metil (-CH3) ao ácido desoxirribonucleico. Essa marca, dependendo de sua localização, pode estimular a leitura de um gene e 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 acontece o mesmo com o epigenoma? Este tópico trouxe muita controvérsia e dúvidas.

Lembre-se de que, diferentemente do código genético, o epigenoma é dinâmico. Existem grupos científicos que estão convencidos de que também é herdado, e o exemplo mais comum que eles apresentam é o caso de um povo na Suécia onde netos de avós que passaram fome vivem mais, como se fosse uma consequência da epigenética.

O principal problema desse tipo de estudo é que eles não descrevem o processo, mas são apenas conjecturas sem uma demonstração que resolva a dúvida.

Quanto aos que acreditam que o epigenoma não é herdado, eles se baseiam em um estudo que revela uma família de genes cuja principal função é reiniciar o epigenoma no zigoto . No entanto, o mesmo estudo deixa claro que o epigenoma não se reinicia completamente, mas que 5% dos genes escapam desse processo, deixando uma pequena porta aberta.

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A importância da epigenética

A importância que está sendo dada ao estudo da epigenética é que ela pode ser a maneira de investigar e entender processos vitais, como envelhecimento , processos mentais ou células-tronco.

O campo em que mais resultados estão sendo obtidos é o entendimento da biologia do câncer , buscando alvos para gerar novas terapias farmacológicas para combater a 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 comprovaram isso. Por exemplo, observou-se que o genoma varia no cérebro humano desde o 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 nas metilações de DNA, pois foram geradas mais durante a adolescência e caíram na velhice. Nesse caso, a falta de metilação dificulta o trabalho da RNA polimerase , o que leva a uma diminuição na eficiência dos neurônios.

Como aplicação para a compreensão do envelhecimento, existe um estudo que utiliza 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 começa a se comportar como se fosse uma célula indiferenciada, sem limitar sua proliferação ou se mover para outros tecidos.

Logicamente, é normal pensar que alterações no epigenoma podem causar uma célula se tornar cancerosa , afetando a expressão genética.

No DNA, existem genes conhecidos como “supressores de câncer” ; Seu próprio nome indica qual é a sua função. Bem, em alguns casos de câncer, foi visto que esses genes são metilados para que eles inativem o gene.

Atualmente, procuramos estudar se a epigenética afeta outros tipos de patologias. Há evidências que sugerem que ele também está envolvido na arteriosclerose e em alguns tipos de doenças mentais.

Aplicações médicas

A indústria farmacêutica está de olho no epigenoma, que graças ao seu dinamismo é um alvo viável para futuras terapias. Os tratamentos já estão sendo implementados em alguns tipos de câncer , principalmente em leucemia e linfomas, onde a droga visa à metilação do DNA.

Deve-se notar que isso é eficaz desde que a origem do câncer 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 de sequenciamento do genoma humano. Com um conhecimento mais amplo, tratamentos mais personalizados poderão ser criados no futuro , conhecendo as necessidades das células da área danificada em um paciente específico.

A ciência precisa de mais tempo

A epigenética é um campo de pesquisa relativamente recente e são necessários mais estudos para entender melhor o assunto.

O que precisa ficar claro é que a epigenética consiste em regulamentos de expressão genética que não modificam a sequência de DNA. Não é incomum encontrar menções errôneas de epigenética em casos de mutações, por exemplo.

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