Fx: Kako epigenetsko dedovanje vpliva na naš razvoj?

Foto: karine*imagine (Flickr).

Ste že slišali za epigenetske spremembe? Da imajo lahko različni škodljivi vplivi iz okolja, ki jih matere ali očetje posredujejo svojim potomcem, kot so debelost, kajenje, stresne situacije in številni drugi, škodljiv vpliv ne samo na naše zdravje, ampak tudi na zdravje naših še nerojenih potomcev.

Takšno epigenetsko dedovanje – se pravi kemijski prenos biološke informacije na naslednje generacije, pri čemer se ne zgodi sprememba v zapisu DNK – preučuje epigenetika. Gre za odkritja, ki ustaljeno predstavo o dedovanju postavijo v povsem novo luč. Osvetliti nam jih je pomagal prof. dr. Gregor Majdič.

Kaj sploh je epigenetika?
Večina od nas se verjetno spomni iz šole, da je nosilec dednosti deoksiribonukleinska kislina ali na kratko DNK. Veliko se nas verjetno tudi spomni, da so nas učili, da se DNK običajno ne more spreminjati. Gene dobim od svojih staršev in enake prenesemo naprej svojim potomcem, razen seveda v primeru mutacij, sprememb v zaporedju DNK, ki lahko spremenijo naš genetski zapis in nastanejo naključno.

A mutacije, vsaj takšne, ki bi jih lahko opazili kot nepravilnost v razvoju ali delovanja našega telesa, so redke in z njimi se naše telo ne more prilagoditi okolju, saj – kot smo rekli – nastajajo povsem naključno.  Vseeno pa vemo, da na primer enojajčni dvojčki, kljub temu, da imajo povsem enako DNK, ker so nastali iz enega oplojenega jajčeca, niso povsem enaki. Večino razlik sicer lahko pripišemo okolju, a nekatere so tudi takšne, da morajo izhajati iz delovanja genov. To vprašanje je dolgo časa vznemirjalo znanstvenike, v zadnjih letih pa smo našli odgovor na to vprašanje. Odgovor leži v tuji, morda čudni besedi epigenetika.

Enojajčni dvojčki, kljub temu, da imajo povsem enako DNK, ker so nastali iz enega oplojenega jajčeca, niso povsem enaki. Večino razlik sicer lahko pripišemo okolju, a nekatere so tudi takšne, da morajo izhajati iz delovanja genov (foto: Flickr).

Določeni vplivi iz okolja se lahko prenesejo na potomce
Epigenetika preučuje, kako okolje vpliva na delovanje in aktivnost genov v celicah (človeških, živalskih ali rastlinskih) in predvsem, kako se ti vplivi okolja lahko prenesejo na naše potomce? Zadnji stavek bi se sicer pred dvajsetimi leti marsikomu zdel neumen, saj smo takrat trdno verjeli v nespremenljivost DNK. Raziskave v zadnjih letih pa so pokazale, da le ni čisto tako in da se lahko določeni vplivi okolja prenesejo tudi na potomce.

V našem razumevanju dedovanja to pomeni revolucijo, saj je vse od Darwina naprej veljalo, da se živa bitja spreminjamo, zaradi povsem naključnih mutacij, ne pa zaradi tega, ker bi se naši geni prilagajali okolju. Epigenetika pa je prav to – prilagajanje aktivnosti genov okolju in to tako, da se lahko takšna sporočila prenašajo tudi na potomce. A kako se lahko to dogaja, če je, kot smo rekli, zaporedje DNK nespremenljivo?

Vpliv okolja na DNK
Ne spreminja se zaporedje DNK, se pravi črke, ki nosijo kodo o tem, kako deluje in kako je videti naše telo, temveč se spreminja aktivnost posameznih genov. Za to obstaja več načinov. A za zdaj je videti, da je najpomembnejše lepljenje majhnih molekul, t. i. metilnih skupin na molekulo DNK. Vplivi iz okolja lahko povzročijo, da se na območje DNK, ki ureja aktivnost nekega gena, prilepi več metilnih skupin, zaradi česar bo takšen gen manj aktiven. Lahko pa se zgodi tudi nasprotno, da se zaradi vpliva okolja z območja DNK, ki ureja aktivnost točno določenega gena, metilne skupine odstranijo, zaradi česar bo tak gen bolj aktiven.

Takšne spremembe se dogajajo v naših celicah ves čas, od časa, ko smo še čisto majhen zarodek v trebuhu matere, pa do pozne starosti. Do neke mere je na tak način urejeno to, da si celice zapomnijo, katere celice so del katerega organa in kaj je njihova naloga v organizmu. Poleg tega pa narava uporablja ta mehanizem, da si naše telo lahko zapomni nekatere stvari iz našega okolja in – če presodi, da je to potrebno – lahko ta sporočila iz svojega okolja prenesemo tudi na svoje potomce.

Celotnega pomena epigenetike kot tudi mehanizmov, ki vplivajo na epigenetsko urejanje delovanje genov, še ne poznamo, kar glede na to, da sam proces poznamo šele nekaj let, ni presenetljivo. Vseeno pa so raziskave v zadnjih letih pokazale velik pomen epigenetskega urejanja aktivnosti genov tudi pri ljudeh.

Gost oddaje je prof. dr. Gregor Majdič, izredni profesor za fiziologijo na Veterinarski fakulteti v Ljubljani in na Medicinski fakulteti v Mariboru, znanstvenik na področju molekularne endokrinologije in nevroendokrinologije.