Epigenetica, il controllo dei geni


Epigenetica ovvero quello che noi siamo ….

Il DNA è un nastro su cui sono registrate le informazioni, inutile senza un apparecchio che consente di leggerlo: l’epigenetica è il lettore di nastri”. Bryan Turner

 

I geni sono porzioni di DNA che contengono l’informazione sotto forma di sequenze di basi azotate complementari.

 

L’informazione può essere copiata in un filamento complementare di RNA mediante un processo definito trascrizione.
L’RNA complementare ottenuto mediante la trascrizione è utilizzato per la sintesi di proteine, mediante un processo definito traduzione che avviene nel citoplasma.

 

Le proteine sono il modo in cui i geni si manifestano “espressione genica” per dare ciò che noi siamo “fenotipo”.
Il dogma centrale della biologia è un principio, formulato negli anni 50 (Francis Crick), secondo cui in biologia molecolare il flusso delle informazioni genetiche è monodirezionale, dagli acidi nucleici alle proteine.
Successivamente sono stati scoperti numerosi altri meccanismi dell’espressione genica che hanno fatto rivedere il principio del dogma centrale.
I fattori epigenetici consentono di regolare l’interpretazione dell’informazione genetica.
Potendo modificare il modo in cui ciò che è scritto nei geni si manifesta in noi, svolgono un importante  ruolo nella determinare il nostrostato di salute o di malattia.

 

Modelli animali epigenetica…

Due topi geneticamente identici (portatori del gene agouti), stessa età e stesso sesso.
GENE AGOUT
Durante la gravidanza le madri sono stati nutriti in modo diverso; la madre del topo con manto giallo, obeso e diabetico, durante la gravidanza, è stata nutrita con normale dieta per topi.  Alla madre del topo con mantello scuro, di peso normale, non diabetico, durante la gravidanza, sono stati dati degli integratori a base di:
  • Colina
  • Acifo folico
  • Betaina
  • Vitamina B12

Walf et al, 1998
Waterland et al, 2003

Durante la gravidanza le due
madri sono state trattate
entrambe con bifosfenolo

  Bifosfenolo

Alla madre del topo patologico è stata data normale dieta per topo. Alla madre del topo normale, oltre alla
normale dieta per topo sono stati somministrati integratori a base di:
  • Acido folico
  • Genisteina

Waterland et al, 2003

Le api operaie e l’ape regina hanno gli stessi geni “genotipo”
Il risultato dei geni “espressione genica” è, però,  molto diverso. Ciò che, a parità di geni, crea dei risultati così diversi “fenotipo” è l’insieme dei fattori epigenetici “epigenoma”.

 

Le larve designate a diventare regine sono alimentate esclusivamente con pappa reale, una sostanza secreta dalle api operaie, che accende il gene promotore per determinare la fertilità dell’ape.


R. Kucharski, J Maleszka, S. Foret, R. Maleszka†. Nutritional Control of Reproductive Status in Honeybees via DNA Methylation. Science 2008. Vol. 319. Issue 5871:1827-1830.
Shi YY, Huang ZY, Zeng ZJ, Wang ZL, Wu XB, et al. (2011) Diet and Cell Size Both Affect Queen – Worker
Differentiation through DNA Methylation in Honey Bees (Apis mellifera, Apidae). PLoS ONE 6(4): e18808. doi: 10.1371/journal.pone.0018808

 

Fattori FitoNutriEpigenetici……………………

Implicazioni umane dell’epigenetica…….

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Meccanismi basilari epigenetica……………..