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.

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.

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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.

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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.

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.

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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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