EPIGENÉTICA

Yuvitza Cuevas Troncoso Eduardo González RivasCamila Lagos Aravena

IV medio B Lunes 22 de Mayo de

2016 Biología

OBJETIVOS• Comprender el estudio de la epigenética y su

importancia para la biología y el mundo actual.

• Entender el efecto del medio ambiente en los genes de los seres vivos.

EPIGENÉTICA, LA ESENCIA DEL CAMBIO• Desde el descubrimiento de la estructura del ADN, comenzó una

persistente controversia de, que era lo que determinaba la salud y longevidad de un individuo y cuales eran los genes con los que nacía o que en el entorno desarrollaba. Para enriquecer la discusión, en años recientes se han presentado pruebas de que el entorno puede influir en ciertos aspectos de la vida de un organismo que antes se consideraban determinados por los genes. Por ejemplo, se ha observado que los gemelos idénticos pueden, con el paso del tiempo, presentar divergencias fisiológicas, así como de salud e incluso psicológicas, pese a tener la misma información genética. Estas diferencias no se deben, pues, a los genes del individuo, que por lo general no cambian, sino a procesos bioquímicos que regulan la actividad de los genes y que responden a la influencia del ambiente. Estos procesos forman una segunda capa de información relacionada con el ADN: la información epigenética.

¿QUÉ ES LA EPIGENÉTICA?

• La Epigenética se refiere a los cambios heredados en el ADN e histonas que no implican alteraciones en la secuencia de nucleótidos, estos modifican la estructura y condensación de la cromatina por lo que afectan la expresión génica y el fenotipo

Estos cambios llegan a afectar rasgos fisiológicos y conductuales de los individuos y, además de transmitirse a nivel celular cuando las células se duplican, pueden transmitirse a la descendencia.

• Las hebras de ADN se enrollan alrededor de unas moléculas llamadas histonas. La fibra que resulta de esta primera etapa de compactación se enreda aún más, y así en varios pasos. Debidamente compactado, el conjunto forma unas cuantas madejas separadas que se llaman cromosomas. Al desenredarse para que lo lea la maquinaria celular, el conjunto que forma el ADN, las histonas y otras moléculas que le dan estructura se llama cromatina.

MARCAS EPIGENÉTICAS

• Las marcas epigenéticas regulan el estado “abierto” o “cerrado” de las regiones del genoma y por tanto controlan el estado activado o inactivado de los genes.

• Los tres mecanismos básicos referidos como fenómenos epigenéticos son: Modificación de las histonas, Metilación del ADN e Intervención de secuencias de pequeños ARN no codificantes.

MODIFICACIÓN DE HISTONAS

• Las histonas son las proteínas propias de la cromatina del ADN.

• Se ha determinado que las histonas pueden sufrir modificaciones luego de la traducción que alteran la conformación de la cromatina. Estas modificaciones son principalmente: acetilación, fosforilación, metilación, entre otras, esto principalmente debido a factores ambientales.

• Existen estudios que apuntan a que combinaciones específicas de modificaciones de las histonas puedan leerse como un código, que determina, por ejemplo, si el gen asociado debería estar activado o inactivado.

METILACIÓN DEL ADN

• El ADN está compuesto por cuatro bases nitrogenadas diferentes: adenina, citosina, guanina y timina

• A veces, el pequeño grupo químico denominado metilo (-CH3) se añade a una base, lo cual agrega un nivel extra de información. En organismos superiores, la metilación está principalmente restringida a la base citosina.

• La citosina metilada se asocia a la formación de cromatina “cerrada” y por tanto con la desactivación de genes.

• Es así como las marcas de metilación determinan el silenciamiento de algunos genes.

• Se observa por ejemplo en la inactivación del cromosoma X y en los genes parentalmente improntados.

• Los grupos metilo (-CH3) son adquiridos a través de la dieta y son donados al ADN a través de la vía del folato y la metionina; es así como un bajo nivel de estos puede provocar serias consecuencias clínicas como: defectos en el tubo neural, cáncer y arteriosclerosis

ARN NO CODIFICANTES

• No siempre la secuencia de ADN de un gen determina un ARN que se traduce en proteína. Pequeños ARN no codificantes pueden causar el silenciamiento génico a través de los denominados ARN de interferencia .

• Estas secuencias de ARN interfieren por complementariedad con secuencias de ADN o ARN codificantes.

¿DE QUÉ DEPENDE LA EPIGENÉTICA?

• DE LA TEMPERATURA:La actividad de las enzimas depende de

la temperatura, por lo cual se puede alterar el fenotipo durante cambios climáticos.

• DE LA NUTRICIÓN:Los cambios fenotípicos también son inducidos por la nutrición y alimentación de los seres vivos.

• Podemos mencionar los agentes contaminantes del medio ambiente, tales como los metales (arsénico) e hidrocarburos aromáticos (benzopireno), que pueden desestabilizar el genoma y modificar el metabolismo celular

• El efecto de la exposición a tales contaminantes puede variar debido a alteraciones genéticas preexistentes que pueden predisponer a las personas a cambios epigenéticos

• En numerosos estudios de poblaciones humanas, se ha observado que el “estilo de vida” de los abuelos puede tener consecuencias fenotípicas en sus nietos. Estos efectos generacionales no han podido ser explicados por mutaciones genéticas, por lo que pueden estar relacionados con la herencia epigenética

FACTORES QUÍMICOS

IMPACTO…• La Epigenética tiene un gran impacto en la salud de las personas, en

su descendencia y en misma evolución de la especie humana; todo esto hace más importante conocer los mecanismos que participan en tales procesos y la investigación de su papel en distintas condiciones. Es probable que en unos años más aumenten los estudios para traducir el código de histonas y descubrir su participación en procesos biológicos.

• Finalmente, la Epigenética cambia nuestra perspectiva de la interacción con el medioambiente y especialmente con condiciones nutricionales, ya que seríamos capaces de responder y adaptarnos a tales condiciones, además de transmitir esta información a nuestros hijos.