Ada sebuah teka-teki:
kembar identik berasal dari DNA yang sama,
bagaimana mereka bisa menjadi sangat berbeda
bahkan untuk sifat-sifat dengan komponen genetik yang utama?
Contohnya, kenapa salah seorang bisa menderita penyakit jantung pada usia 55,
sedangkan saudarinya yang suka maraton masih sehat dan bugar?
Genetik dan lingkungan memainkan peran penting,
tetapi jawaban yang lebih dalam bisa ditemukan pada epigenetik.
Epigenetik adalah studi tentang interaksi DNA
dengan banyak molekul kecil yang ditemukan di dalam sel,
yang bisa mengaktifkan dan menonaktifkan gen.
Jika kamu bayangkan DNA sebagai buku resep,
molekul-molekul itulah yang menentukan apa yang akan dimasak dan kapan.
Mereka tidak membuat keputusan dengan kesadaran mereka sendiri,
tapi ditentukan keberadaan dan kadar mereka di dalam sel.
Jadi bagaimana cara kerja epigenetik?
Gen di DNA diekspresikan pada saat dibaca dan ditranskripsikan menjadi RNA,
lalu diterjemahkan menjadi protein oleh ribosom.
Protein inilah yang menentukan fungsi dan karakteristik sebuah sel.
Perubahan epigenetik bisa meningkatkan atau mengganggu transkripsi gen tertentu.
Gangguan yang paling sering terjadi yaitu pada DNA,
atau protein yang dililit DNA,
dilabeli dengan penanda kimia kecil.
Seluruh label kimia yang tercantum di genom
dari sebuah sel
disebut epigenom.
Beberapa epigenom, seperti gugus metil, menghambat ekspresi gen
dengan mengganggu sistem transkripsi di dalam sel
atau menyebabkan DNA tergulung lebih ketat,
sehingga lebih sulit diakses.
Gen-gen itu masih ada, tetapi tidak diekspresikan.
Mempercepat transkripsi adalah kebalikannya.
Label kimia tertentu akan membuka DNA, membuatnya lebih mudah ditranskripsi,
sehingga produksi protein yang bersangkutan meningkat.
Perubahan epigenetik dapat bertahan melalui proses pembelahan sel,
sehingga perubahan itu bisa memengaruhi organisme seumur hidupnya.
Terkadang, ini sebuah hal baik.
Perubahan epigenetik yaitu bagian dari perkembangan normal.
Sel-sel di dalam embrio bermula dengan satu genom utama.
Seiring dengan pembelahan sel, gen tertentu diaktifkan
dan gen lainnya dihambat.
Seiring waktu, melalui banyak perubahan epigenetik,
beberapa sel berkembang menjadi sel jantung,
dan sel lain menjadi sel hati.
Masing-masing dari kira-kira 200 jenis sel di dalam tubuh
mempunyai genom yang sama
tetapi epigenom yang berbeda.
Epigenom juga menggabungkan
efek genetik dan lingkungan.
Label kimia yang mengaktifkan dan menonaktifkan gen
dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti pola makan,
paparan kimia,
dan obat-obatan.
Hasil perubahan epigenetik dapat menyebabkan penyakit,
misalnya, tidak diaktifkannya gen yang menyandi protein penekan tumor.
Perubahan epigenetik yang disebabkan oleh lingkungan adalah bagian dari
alasan mengapa kembar identik dapat menjalani hidup yang sangat berbeda.
Seiring dengan bertambahnya usia, epigenom anak kembar berbeda,
yang memengaruhi cara mereka menua dan kerentanan terhadap penyakit.
Bahkan pengalaman sosial bisa menyebabkan perubahan epigenetik.
Di sebuah eksperimen terkenal,
jika ibu tikus tidak perhatian terhadap anak-anaknya,
gen yang membantu anak tahan stres mengalami metilasi
dan menjadi tidak aktif.
Dan hal ini mungkin tidak berhenti di generasi itu.
Kebanyakan label epigenetik terhapus pada saat sperma dan sel telur dibentuk.
Namun kini para peneliti berpendapat beberapa jejak epigenetik tetap bertahan,
mewariskan ciri epigenetik tersebut ke generasi berikutnya.
Pengalaman ibu atau ayah pada masa kecilnya,
atau keputusan mereka pada masa dewasa,
dapat membentuk epigenetikmu.
Meskipun perubahan epigenetik sulit untuk dihapus,
mereka tidak selalu permanen.
Gaya hidup dengan pola makan yang sehat,
olah raga,
dan menghindari paparan zat kimia berbahaya
bisa membentuk epigenom yang sehat jangka panjang.
Sungguh menarik untuk mempelajari epigenetik.
Para ilmuwan mulai memahami
bagaimana epigenetik bisa menjelaskan mekanisme perkembangan dan penuaan manusia
serta asal kanker,
penyakit jantung,
penyakit jiwa,
kencanduan,
dan penyakit-penyakit lainnya.
Sementara itu, teknik penyuntingan genom baru telah mempermudah proses
untuk mengenali perubahan epigenetik mana yang memengaruhi kesehatan dan penyakit.
Setelah kita mengerti bagaimana epigenom memengaruhi kita,
kita mungkin bisa memengaruhi epigenom juga.