Qu'est-ce que l'épigénétique? Clés pour comprendre
Quelle est l'importance de l'ADN Le code génétique est l'élément clé de la vie qui, dans le cas de l’homme, stocke les informations permettant au corps de se développer parmi près de 20 000 gènes constituant le génome. Toutes les cellules d'un même corps ont le même ADN.
Alors, comment est-il possible qu'ils agissent différemment? Ou plutôt, comment un neurone est-il un neurone et non un hépatocyte s’ils présentent le même ADN? La réponse réside dans l'épigénétique .
- Article connexe: "Génétique et comportement: les gènes décident-ils de notre action?"
Qu'est-ce que l'épigénétique?
Bien qu’il contienne les informations, la chaîne de l’acide désoxyribonucléique n’est pas tout, car il existe un élément important qui est l’environnement. Voici le terme épigénétique, "à propos de la génétique" ou "en dehors de la génétique".
Il existe des facteurs externes au code génétique qui régissent l'expression des différents gènes, mais en gardant toujours la séquence d'ADN intacte. C'est un mécanisme qui a sa pertinence: si tous les gènes étaient actifs en même temps, cela ne servirait à rien, pour lequel un contrôle de l'expression est nécessaire.
Le terme épigénétique a été inventé par le généticien écossais Conrad Hal Waddington en 1942 pour désigner étude des relations entre gènes et environnement .
Un bon ami m'a donné un moyen simple de comprendre l'épigénèse avec cet exemple: si nous pensons que l'ADN est une bibliothèque, les gènes sont des livres et l'expression des gènes est le bibliothécaire. Mais les bibliothèques elles-mêmes, la poussière, les étagères, les incendies… tout ce qui empêche ou aide le bibliothécaire à accéder aux livres serait de l’épigénétique.
La réalité est que Le génome humain est constitué de plus de 20 000 gènes , mais ceux-ci ne sont pas toujours actifs en même temps. Selon le type de cellule dont il s'agit, à quel stade de développement l'organisme ou même l'environnement dans lequel vit l'individu, il y aura des gènes actifs et d'autres pas. La présence d'un groupe de protéines qui est responsable du contrôle de l'expression des gènes sans modifier la séquence de l'ADN, c'est-à-dire sans provoquer de mutations ou de translocations, par exemple, le permet.
Connaître l'épigénome
Le concept d’épigénome est né de l’apparition de l’épigénétique et n’est pas plus que l’ensemble des composants de cette régulation de l’expression des gènes.
Contrairement au génome, qui reste stable et immuable de la naissance au troisième âge (ou devrait l'être), l'épigénome est dynamique et variable. Tout au long du développement, cela change, peut être affecté par l'environnement , et ce n’est pas la même chose selon le type de cellule. Pour mettre un effet environnemental, il a été vu que la consommation de tabac a un impact négatif sur l'épigénome, ce qui favorise l'apparition du cancer.
Avant de poursuivre, un bref examen de la génétique est nécessaire pour comprendre le but de l’ADN. Le code génétique contient des gènes, mais pour cette raison même, cela n'aurait aucune conséquence. En général, il est nécessaire qu'un complexe protéique appelé L'ARN polymérase "lit" ce gène et le transcrit à un autre type de chaîne d'acide nucléique appelée "ARN messager" (ARNm), qui consiste uniquement en un fragment de gène lu.
Il est nécessaire que l’ARN obtenu soit traduit dans le produit final, qui n’est autre qu’une protéine, formée par un autre complexe moléculaire appelé ribosome, qui synthétise la protéine à partir de l’ARNm. Ayant clairement comment cela fonctionne, je continue.
Mécanismes épigénétiques
L'ADN est une très grande structure qui, dans le cas de l'homme, a une longueur de presque deux mètres, beaucoup plus grande que le diamètre d'une cellule.
La nature est sage et a trouvé une méthode pour réduire radicalement la taille et l’emballer à l’intérieur du noyau de la cellule: grâce à protéines structurelles appelées "histones" , qui sont regroupés en groupes de huit pour former le nucléosome, soutiennent la chaîne d’ADN pour qu’elle s’enroule autour de elle et facilite le repliement.
La chaîne d'ADN ne se compresse pas complètement, laissant plus de pièces libres à la cellule pour s'acquitter de ses fonctions. La vérité est que le repliement rend difficile la lecture des gènes par l'ARN polymérase, il n'est donc pas toujours plié de la même manière dans différentes cellules. En ne permettant pas l'accès à l'ARN polymérase, vous êtes exercer un contrôle sur l'expression des gènes sans modifier la séquence.
Ce serait très simple s'il ne s'agissait que de cela, mais l'épigénome Il utilise également des marqueurs chimiques . La mieux connue est la méthylation de l'ADN, qui consiste en la liaison d'un groupe méthyle (-CH3) à l'acide désoxyribonucléique.Cette marque, en fonction de son emplacement, peut à la fois stimuler la lecture d'un gène et empêcher son atteinte par l'ARN polymérase.
L'épigénome est-il hérité?
Le génome, qui est invariable, est hérité de chacun des parents d'un individu. Mais est-ce que la même chose se produit avec l'épigénome? Ce sujet a suscité beaucoup de controverses et de doutes.
Rappelez-vous que, contrairement au code génétique, l'épigénome est dynamique. Certains groupes scientifiques sont convaincus qu'il est également hérité, et l'exemple le plus récurrent est le cas d'un village suédois où les petits-enfants de grands-parents qui ont connu la famine vivent plus longtemps, comme s'ils étaient épigénétiques.
Le principal problème de ce type d’études est qu’elles ne décrivent pas le processus, mais ne sont que des conjectures sans démonstration démontrant le doute.
Quant à ceux qui pensent que l'épigénome n'est pas hérité, ils s'appuient sur une étude révélant une famille de gènes dont la fonction principale est redémarrer l'épigénome dans le zygote . Cependant, la même étude indique clairement que l'épigénome ne redémarre pas complètement, mais que 5% des gènes échappent à ce processus, laissant une petite porte ouverte.
L'importance de l'épigénétique
L’importance accordée à l’étude de l’épigénétique est que cela peut être le moyen de étudier et comprendre les processus de la vie comme le vieillissement, les processus mentaux ou les cellules souches.
Le domaine dans lequel plus de résultats sont obtenus est dans la compréhension de la biologie du cancer, cherchant des cibles pour générer de nouveaux traitements pharmacologiques afin de lutter contre cette maladie.
Vieillissement
Comme mentionné précédemment dans le texte, l'épigénome de chaque cellule change en fonction du stade de développement de la personne.
Il y a des études qui l'ont prouvé. Par exemple, il a été observé que le génome varie dans le cerveau humain de la naissance à la maturité, tandis qu'à l'âge adulte, jusqu'à un âge avancé, reste stable. Pendant le vieillissement, il y a de nouveau des changements, mais cette fois-ci vers le bas plutôt que vers le haut.
Pour cette étude, ils se sont concentrés sur les méthylations de l'ADN, en voyant qu'elles en généraient davantage à l'adolescence et descendaient à un âge avancé. Dans ce cas, le manque de méthylation entrave le travail de l'ARN polymérase , ce qui entraîne une diminution de l’efficacité des neurones.
En tant qu’application pour comprendre le vieillissement, une étude utilise les schémas de méthylation de l’ADN dans les cellules de la lignée comme indicateurs de l’âge biologique. Parfois, l'âge chronologique ne coïncide pas avec l'âge biologique et, avec l'utilisation de ce modèle, on pourrait connaître de manière plus concrète l'état de santé et la mortalité du patient.
Cancer et pathologies
Le cancer consiste en une cellule qui, pour une raison quelconque, cesse d'être spécialisée dans son tissu d'origine et commence à se comporter comme s'il s'agissait d'une cellule indifférenciée, sans limiter sa prolifération ni se déplacer vers d'autres tissus.
En logique, il est normal de penser que des changements dans l'épigénome peut causer une cellule à devenir cancéreuse en affectant l'expression des gènes.
Dans l'ADN, il y a des gènes appelés «suppresseurs de cancer» ; son propre nom indique quelle est sa fonction. Eh bien, dans certains cas de cancer, il a été constaté que ces gènes sont méthylés, ce qui les inactive.
Actuellement, l'objectif est d'étudier si l'épigénétique affecte d'autres types de pathologies. Les preuves suggèrent qu'il est également impliqué dans l'artériosclérose et dans certains types de maladie mentale.
Applications médicales
L’industrie pharmaceutique a les yeux rivés sur l’épigénome, qui, grâce à son dynamisme, est une cible réalisable pour de futures thérapies. Ils sont déjà mis en pratique traitements dans certains types de cancer , principalement dans les leucémies et les lymphomes, où le médicament est destiné à la méthylation de l’ADN.
Il est à noter que ceci est efficace tant que l'origine du cancer est épigénétique et non une autre, comme par exemple par une mutation.
Cependant, le plus gros défi consiste à obtenir toutes les informations sur l'épigénome humain, en procédant au séquençage du génome humain. Avec une connaissance plus large, à l'avenir vous pouvez concevoir des traitements plus personnalisés et individualisé, pour pouvoir connaître les besoins des cellules de la zone endommagée chez un patient spécifique.
La science a besoin de plus de temps
L'épigénétique est un domaine de recherche assez récent et des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre le sujet.
Ce qui doit être clair est que l'épigénétique se compose de règles d'expression génétique cela ne modifie pas la séquence d'ADN. Il n'est pas rare de trouver de fausses références à l'épigénétique en cas de mutations, par exemple.
