Epigeneetika

Epigeneetika tegeleb geeni aktiivsuse muutmisega ilma geeni DNA järjestust muutmata. Paljud kehas toimuvad protsessid põhinevad epigeneetika protsessidel. Värskeimad uuringutulemused tõestavad nende olulisust organismi muutumisvõimes keskkonnamõjude taustal.

Mis on epigeneetika?

Mõiste epigeneetika kirjeldab lisaks pärilikkusele (geneetika) ka muutusi geenide aktiivsuses. See tähendab, et geeni geneetiline kood on fikseeritud, kuid mitte alati. Epigeneetika tegeleb DNA genoomi funktsiooni muutustega, mida ei põhjusta DNA järjestuse muutused.

Iga elusolendi rakk sisaldab sama geneetilist programmi. Kuid selle arengu käigus eristuvad elundid ja mitmesugused kuded. Näiteks vererakkudel on sama pärilik teave kui neerurakkudel. Seda tüüpi rakus on aktiivsed ainult erinevad geenid. Rakkude diferentseerumist saab seletada epigeneetiliste protsessidega, mis avalduvad geenide aktiveerimise või inaktiveerimise kaudu.

Diferentseerimata rakud on niinimetatud tüvirakud, mis võivad kloonimise teel areneda uueks, geneetiliselt identseks organismiks. Kuid diferentseerunud rakke saab ka tüvirakkudeks muuta, keerates epigeneetilise muutuse.

Funktsioon ja ülesanne

Pärast iga raku jagunemist muudab epigenees järk-järgult rakus oleva geneetilise teabe. DNA metüülimisega inaktiveeritakse teatud geenid.

Teine võimalus on märgistada DNA, kasutades nn histooni atsetüülimist. Kahe meetri pikkune DNA ahel on pisikeses raku tuumas lahti pakitud ja teatud punktides tähistatud. See tagab, et loetakse ainult lahtritüübiga seotud teavet. Nii metüleerimist kui ka histooni atsetüülimist kontrollitakse biokeemiliste ainetega.

Igal organismil, kaasa arvatud inimesel, on palju nn epigramme. Täiendavaid geneetilisi koode, mis määravad organismi modifikatsiooni, peetakse epigrammideks. Elu jooksul muutub organism keskkonna mõjul üha enam ja enam. Geneetiline kood säilitatakse, kuid välismõjud muutuvad üha olulisemaks.

Keskkonnamõjude hulka kuuluvad toitumine, stressifaktorid, sotsiaalsed kontaktid, keskkonna toksiinid või isegi kogemused, mis on inimese psüühikasse kinnistunud. On teada, et keha reageerib nendele teguritele ja talletab kogemusi, et vajadusel reageerida.

Värskemate leidude kohaselt kontrollitakse kogu organismi ja keskkonna vahelist interaktsiooni epigeneetiliselt. Selle tagajärjel kujundavad epigeneetilised protsessid oluliselt välimust (fenotüüpi), iseloomu ja käitumist.

Identsete kaksikute erinev areng erinevatel välismõjudel näitab, kui tugev võib jäljend olla. Teine näide võib olla elatud soo muutumisest tulenevad füüsilised muutused, mis toimuvad ilma ravimite manustamiseta. Albaania burrnesha (naised, kes elavad mehe elu) hõlmab Tunnistus sellest.

Mõned uuringud näitavad, et omandatud tunnuseid saab edasi anda. Ehkki põhiline geneetiline kood antakse edasi, kanduvad järglased osaliselt edasi ka täiendavad geneetilised muutused (epigeneetilised muutused), säilitades samal ajal geenide antud DNA järjestuse.

Haigused ja tervisehäired

Epigeneetika mõju fenotüübile ja inimeste käitumisele muutub üha selgemaks. Uued uurimistulemused osutavad epigeneetiliste protsesside olulisusele inimese tervisele.

Näiteks on paljudel haigustel geneetiline eessõna. Need esinevad peredes. Näited on suhkurtõbi, südame-veresoonkonna haigused, reumaatilised haigused ja dementsus. Elukorral on siin suur roll selles, kas vastav haigus üldse puhkeb. Näiteks identsete kaksikute puhul leiti, et Alzheimeri tõbi on geneetilisest eelsoodumusest hoolimata väga sõltuv keskkonnast.

Epigeneetika abil oli võimalik ka selgitada, miks näiteks roheline tee on nii tervislik. Tees sisalduv toimeaine epigallokatehhiin-3-gallaat (EGCG) aktiveerib geeni, mis kodeerib vähki ennetavat ensüümi. Vanematel inimestel on see geen sageli metüleeritud ja seetõttu passiivne. See suurendab vanemas eas vähi tekkimise tõenäosust. Rohelist teed tarbides väheneb aga vähi tõenäosus taas.

Näiteks mesilaste valdkonnas ei erine kuninganna geneetiliselt töötajatest. Kuid kuna ta on ainus mesilasema toitev loom, areneb temast mesilaspere. Temaga taasaktiveeruvad paljud bioloogilised geenid konkreetse bioloogilise mõjuri tõttu.

Muu hulgas põhjustavad ebasoodsad sotsiaalsed tingimused inimestel hiljem isiksusehäireid. Tänapäeval tuleb eeldada, et paljud vaimsed ja psühholoogilised haigused käivituvad epigeneetiliste protsesside tagajärjel. Inimese epigenoom salvestab ka traume, mis mõjutavad hiljem isiksuse struktuuri.

Uued teaduslikud uuringud on näidanud, et traumeeritud inimeste genoomis esineb palju vigu. Pärast edukat ravi kadusid need vead taas.

Samuti on olemas epigeneetilised muutused, mis kanduvad järglastele edasi ja mis muudavad nad geneetiliselt eelsoodumuseks teatud haiguste suhtes. Näiteks uuriti ühes Rootsi inimuuringus seost toidu kättesaadavuse ja järgmiste põlvkondade haiguste suhtes eelsoodumuse vahel.

Geneetikud Marcus Pembrey ja Lars Olov Bygren leidsid, et vanaisade isased lapselapsed, kellel oli palju süüa, olid alati diabeedile altid. Arvatavasti toimusid siin sugukromosoomide epigeneetilised muutused.

Isegi traumeeritud inimesed saavad tulevastele põlvedele epigeneetilisi muutusi edasi anda. Epigeneetika valdkonna täiendavad uuringud peaksid aitama haigusi põhjustavaid epigeneetilisi muutusi avastada ja ümber pöörata.