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Epigenética: La nueva Ciencia de la Genética - Coggle Diagram
Epigenética: La nueva Ciencia de la Genética
INTRODUCCION
Lo define Conrad Waddington como interacción causales entre genes y sus productos que permiten la interacción de la expresión fenotípica
Se redefinió con el paso del tiempo como cambios hereditarios colectivos en el fenotipo debido a procesos independiente en la secuencia primaria del ADN
Se puede transferir en de generación a otra en organismo, describiéndose por primera vez en plantas
Un ejemplo para comprender mejor, sería el de los gemelos monocigóticos: tienen el mismo ADN pero pueden ser diferentes y, sobre todo, tener enfermedades diferentes.
PROCESOS EPIGENICOS ADICIONALES
El ARN no codificante, incluidas las formas cortas y largas, a menudo comparten componentes de proteína y ARN con la vía de interferencia de ARN (ARNi) y también pueden influir en aspectos más tradicionales de la epigenética.
La herencia estructural también es importante en la expresión epigenética, donde estados alternativos de complejos macromoleculares o redes reguladoras pueden tener un efecto importante sobre la expresión fenotípica independientemente de los cambios en las secuencias de ADN.
Tras el reordenamiento, un gen puede reubicarse en una región heterocromática del genoma que conduce al silenciamiento del gen y se han descrito muchos otros efectos de la posición de los genes, algunos de los cuales también pueden conducir a diversas enfermedades humanas
La represión de Polycomb es muy dinámica y puede revertirse fácilmente mediante activadores y también elevan el umbral de las señales o activadores necesarios para la activación transcripcional, lo que coloca a estas fascinantes proteínas dentro del ámbito de los procesos epigenéticos
LOS FUNDAMENTOS DE LA METILACION DEL DNA Y LAS MODIFICACIONES DE LA HISTONA
Metilación de ADN
Ocurre en mayoría de eucariotas y consiste en la transferencia de un resto de metilo de S- adenosilmeitionina (SAM) en la posición 5 de las citonas
La reacción de transferasas es catalizada por las ADN metiltranferasas, clasificándose en: DNMT1, 3A y 3B y DNMT1, que cataliza la metilación de mantenimiento en la replicación celular
Influye en procesos como la inactivación del cromosoma X y la diferenciación celular, efectos de la expresión génica
Cuando mas metilasa es la region reguladora de genes, mas probable es la actividad de los genes se regula negativamente y viceversa
Modificaciones de las Histonas
Hay modificaciones postraduccionales como la acetilación y metilación
De manera especifica del sitio influyen en la unión y las actividades de otras proteínas que influyen en la regulación génica
El aumento de acetilación de histonas se asocia con una mayor actividad génica y viceversa
La metilación de histonas tiene efectos variables sobre la actividad genética,donde la metilación de la lisina 4 (K4) de la histona H3 a menudo se asocia con un aumento de la actividad genética, mientras que la metilación de la lisina 9 (K9) de la histona H3 puede conducir a la represión transcripcional
TECNOLOGIA EPIGENETICA
Hay gran cantidad de información sobre cambios epigenéticos específicos de genes clave en numerosos descubrimientos
Hay técnicas que determinan la metilación del ADN, como la secuenciación de bisulfito,PCR especifica de metilación y MSP cuantitativa
Las plataformas de microarrays y la secuenciación de alto rendimiento son técnicas para analizar el genoma que se basa en el uso de enzimas de restricción sensibles a la metilación, conversión de bisulfito de sodio y captura de afinidad con anticuerpos o proteínas que seleccionan secuencias de ADN metilado
Otras técnicas como la secuencias genómica de hitos de restricción, cariotipo digital especifico de metilación, entre otros mas
ORGANISMOS MODELO DE EPIGENETICAS
Facilito la manipulación de microbios eucariotas
La epigenetica desempeña la protección genómica de los elementos invasivos del ADN e identificación de los mecanismo de silenciamiento génico en la evolucion
Como modelo toman la Drosophila en la herencia trasgeneracional
El modelo mas util es la del raton, en procesos como la epigenética transgeneracional y la impronta para iluminar enfermedades humanas
También hay modelos plantas debido a su plasticidad y capacidad para silenciar los elementos transponibles
METABOLISMO Y EPIGENETICAS
Esta relacionada con los cambios en el metabolismo de los organismos
La importancia de la S- adenosilmetionina (SAM) es enorme en los mecanismo epigeneticos
Influyen en la cromatina, además las influencias ambientales y compuestos metabólicos regulan enzimas que modifican las histonas de mamíferos
Impacta en la metilacion de ADN y remodelacion de la cromatina
FUNCIONES DE LOS EPIGENETICOS
Están las células madres que dependen en parte de señales del entorno y los mecanismo epigenéticos como la metilación del ADN, modificación de histonas y el microARn que responde estas células a las influencias ambientales
La células madres y regeneración de musculo esquelético son base de la medicina regenerativa
La epigenética esta involucrada con la inactivación del cromosoma X durante un periodo largo regulada por genes Tsix y Xist, también factores de pluripotencial que afecta Xist expresión
En la impronta epigénetica no se limita con mamíferos si no que ocurre en plantas e invertebrados y tejidos específicos
Tambien hay nuevos descubrimientos en el proceso de la memoria, en la regulación génica a través de estos mecanismos, además los fármacos afectan los mecanismo epigenéticos para tratar o aliviar la disfunción cognitiva
La herencia transgeneracional también es una forma de memoria basada en la epigenética que influye en la salud de los adultos y riesgo de enfermedades
EVOLUCION EPIGENETICA
Los procesos epigenéticos tienen gran influencia en las mutaciones
El impacto evolutivo esta en constante cambio que puede modular la expresión génica a través de los procesos genéticos
Un ejemplo son los rápidos cambios en la dieta que no impacta solo en el epigenoma humano si no en su evolución.
EPIDEMIOLOGIA EPIGENETICA
La dieta tiene efectos profundos sobre la expresión epigenética del genoma por lo tanto en el fenotipo
La metilación de ADN esta asociado mayormente con la dieta y una dieta modificada puede traspasar cambios epigenéticos que se transfieren a la siguiente generación en un periodo
También pueden afectar los agentes ambientales al epigenoma induciendo toxicidad o carcinogénesis
Otras influencias son las infecciones, drogas, fármacos y otros factores que cada población responde diferente y explicar mejor estos factores
EPIGENETICA Y ENFERMEDADES HUMANAS
Se deriva en los cambios epigenéticos en etiología, progresión y diagnostico de enfermedades
La metilación del ADN, modificaciones de cromatina y regulación dependiente del ARN afecta la incidencia del cáncer
Los trastornos cerebrales, Alzheimer, Huntingtong, Rett y entre otros mas, incluso esquizofrenia y depresión tienen base epigenética en su expresión
Estas enfermedades de base de defectos epigeneticos dependerán probablemente de la terapia epigenética
TERAPIA EPIGENETICA
Como tratamiento se fija en fármacos modificadores de histonas
Los principales son inhibidores de la histona desacetilasa (HDAC), desarrollandose diferentes tipos
Así como otros fármacos que normalizan aberraciones no solo en modificaciones de histonas como en metilación de ADN se han desarrollado por lo tanto descubierto
CONCLUSION
Se comprende mejor la metilación de ADN según los avances de las modificaciones de las histonas en el campo epigenetica
También se conoció mas como la modificaciones ARN no codificante, los cambios de priones y los mecanismo de Polycomb
Se estimula también comprender con los organismo modelo, que funciona con células madre, inactivación de cromosoma X, regeneración de tejados, impronta genómica, entre otros mas
En la evolución epigenética, sirve como motor molecular de mutaciones
En las enfermedades humanas, va desde la esquizofrenia hasta el cáncer, que se expanden muy rápido pero como una solución esta la terapia epigenética