Anatoomia-Leksikon

Epigeneetika

määratlus

Epigeneetika on lai ja ulatuslik bioloogiline väli, mis tegeleb geneetiliste funktsioonidega, mis ületavad puhta DNA aluste järjestuse.
Genoom koosneb peamiselt DNA ahelatest, mis moodustuvad erinevalt paigutatud aluspaaridest. Igal inimesel on aluspaaride järjestuses erinevusi, mis määravad lõppkokkuvõttes iga inimese individuaalsuse.
Kuid isegi sama genoomi korral võivad epigeneetilised tegurid viia selleni, et geenijärjestused rakendatakse erinevalt ja põhjustavad täiendavaid erinevusi.
Tänapäeval saab neid inimese epigeneetilisi omadusi genoomis uurida vaid osaliselt.

Isegi ilmselt puutumata geneetilise materjali korral võib see epigeneetika geneetilise materjali järgneva modifitseerimise tagajärjel põhjustada haigusi.

Kuidas epigeneetika töötab?

Inimese genoom, mis asub kromosoomides, koosneb paljudest aluspaaridest, mis kodeerivad geneetilist materjali.
Aluspaarid määravad koodi, mille järgi keha muundab geneetilise materjali.
Geneetilised haigused tekivad sellest, et geenidel esinevad mutatsioonid või nihked üksikutes alustes, kusjuures kood on vale ja tekib vale geen.
Tsüstiline fibroos on sellise haiguse tüüpiline näide. Erinevad mutatsioonid ja väärarendid põhjustavad defekti “CFTR geenis”, mis kodeerib kloriidikanalit erinevates organites.

Epigeneetiliste muutuste korral geenis sellist selget muutust ei esine.
Geeni muundamiseks vastavaks tooteks, mis töötab ja on aktiivne kehas, tuleb mängu veel arvukalt protsesse:

DNA on pakendatud ja see tuleb kõigepealt lahti lasta, et tekitatavad geenijärjestused oleksid avatud. Epigeneetikas toimuvad protsessid nüüd DNA alustel või DNA ahelate pakenditel, mis muudab üksikute geenisegmentide tootmismeetodit. See võimaldab üksikuid geenipiirkondi esile tõsta, kui teised sektsioonid on suletud.

Epigeneetiliste muutuste mõju genoomile võib olla märkimisväärne. Selle tulemusena saab olulised geenijärjestused täielikult sulgeda, samas kui teised geenid on üle toodetud.
Selle tagajärjeks võivad olla haigused ja erinevad füüsilised omadused erineval viisil.
Elu jooksul muutub epigeneetika vanuse tõttu ning hormoonide ja keskkonnategurite mõjul.

Sel põhjusel eeldatakse, et epigeneetikal on otsustav mõju südame-veresoonkonna haiguste arengule ja vananemisprotsessile.
Skisofreenia, Alzheimeri tõbi, vähk, diabeet ja psühhiaatrilised haigused võivad samuti tekkida seoses epigeneetiliste muutustega.
Selles valdkonnas on endiselt palju uuringuid, et tulevikus oleks võimalik erinevaid haigusi selgitada ja paremini ravida.

Epigeneetika näited

Epigeneetilisi näiteid võib täheldada igal vanemas eas inimesel. Paljusid haigusi seostatakse nüüd muu hulgas epigeneetiliste muutustega.
Nähtava epigeneetika tüüpiline näide on nn "X-inaktiveerimine".
X-kromosoom suletakse epigeneetiliste protsesside abil täielikult. See mõjutab eriti naisi, kellel on kaks X-kromosoomi. Üks X-kromosoom jääb aktiivseks, mistõttu pole märgatavaid kliinilisi sümptomeid.
See võib viia geneetiliste niinimetatud “retsessiivsete” haiguste puhkemiseni endiselt aktiveeritud X-kromosoomis, mida muidu poleks juhtunud, kuna neid oleks võinud kompenseerida teine X-kromosoom.

Teine epigeneetika näide on nn genoomne jäljend.
Lapse geenidel on vanema genoomne jäljend, mis tähendab, et aktiivsed on ainult ühe vanema geenid. See võib põhjustada ka haruldasi haigusi nagu Angelmani sündroom, Prader-Willi sündroom või isegi kasvajahaigusi, näiteks Wilmsi kasvaja.
Nende haiguste genoomse jälje täpsed toimimisviisid on endiselt suures osas uurimata.

Millist rolli mängib vähis epigeneetika?

Intensiivselt uuritakse seoseid epigeneetika ja vähi tekkimise vahel. Enamik vähkkasvajaid tuleneb rakkude takistamatust replikatsioonist, mis seejärel muutuvad kasvajarakkudeks.
Selle taga võivad olla geneetilised modifikatsioonid või epigeneetilised tegurid.
Need võivad esile tuua üksikud geenijärjestused ja viia kasvaja kasvu.

Nii lapsepõlves kui ka täiskasvanud kasvajad võivad olla tingitud epigeneetilistest muutustest.
Neid haigusi saab endiselt eriti hästi uurida lastel, kuna nende epigeneetika on väga sarnane. Elu jooksul muutub epigeneetika vanuse ja erinevate keskkonnategurite mõjul.
See avab uusi võimalusi kasvaja arenguks.

Neid geenide epigeneetilisi väärreguleerimisi saab aga vähiravis kasutada ka teie enda kasuks. Põhimõtteliselt on võimalik aktiveeritud geeni epigeneetikat muuta nii, et vähk elimineeritakse otse.

Nii vähi arengus kui ka vähi ravis epigeneetiliste mehhanismide kaudu on endiselt suuri lünki.
Siiani pole veel võimalik neid meetodeid terapeutiliselt kasutada.

Millist rolli mängib depressioonis epigeneetika?

Epigeneetikal on psühhiaatriliste haiguste tekkimisel oluline roll.
Teatud geenijärjestuste aktiveerimise ja inaktiveerimise kaudu võivad sellised haigused nagu depressioon ja skisofreenia soodsamalt areneda.

Selle eest on tõenäoliselt vastutavad ka vananemis- ja keskkonnategurid, mis viivad epigeneetiliste protsesside muutumiseni. Vaimsed haigused on seotud inimese epigeneetikaga.
Näiteks on teada, et psühholoogiline stress viib epigeneetiliste muutusteni, mis põhjustavad rakkude vananemist.

Lapsepõlves esinev tugev psühholoogiline stress mõjutab oluliselt ka epigeneetikat, mis võib hiljem põhjustada psühhiaatrilisi sekundaarseid haigusi.

Loe teemast lähemalt: Depressiooni põhjused

Kaksikute epigeneetika

Epigeneetika uurimist saab teha väga hästi, eriti identsete kaksikute puhul.
Kuigi neil on sama geneetiline koostis, võivad neil elu jooksul olla oluliselt erinevad välised ja sisemised omadused.

Need erinevused on pärit juhuse ja keskkonnategurite põhjustatud epigeneetilistest muutustest. Isegi kui igal kaksikul on sama geneetiline koostis, aktiveeritakse ainult mõned geenijärjestused, mille eest vastutavad individuaalselt erinevad epigeneetikad.

Noores eas epigeneetika peaaegu ei erine.
Vanuse kasvades ja erinevate keskkonnamõjude korral muutuvad erinevused ilmsemaks.
Siiski on endiselt olemas epigeneetiline jäljend.
See tähendab, et kaksikute epigeneetiliselt põhjustatud haiguste tekkega sarnase epigeneetika tõenäosus on endiselt suur.

Lisateave kaksikute kohta: Kaksikute rasedus - mida peaksite teadma!

Kuidas mõjutavad keskkonnamõjud epigeneetikat?

Uuringute praeguse seisukorra kohaselt mõjutavad epigeneetikat märkimisväärselt kõrge vanus, kokkusattumused ja keskkonnategurid.
Keskkonnategurid võivad olla psühholoogilise ja füüsilise iseloomuga.

Tuntud negatiivsed keskkonnategurid, mis põhjustavad epigeneetikas negatiivse muutuse, on lapsepõlves saadud trauma, stress, psühholoogiline stress või depressioon.
Ebatervislik toitumine või kahjulikud kemikaalid, nagu tubakasuits või alkohol, mõjutavad negatiivselt ka geneetilise jumestuse epigeneetikat.

Kõrges eas võivad epigeneetiliste muutuste kaudu toimuvad mitmesugused keskkonnamõjud põhjustada psüühika, kardiovaskulaarse süsteemi, aga ka paljude teiste organite haigusi.
Kuid täpseid suhteid ja toimeviise genoomis pole veel uuritud.