È un rompicapo:
come fanno i gemelli omozigoti, che provengono dallo stesso DNA,
a risultare così diversi
anche nei tratti che hanno una notevole componente genetica?
Per esempio, com'è possibile che una donna a 55 anni soffra di cuore,
mentre la sua gemella è una maratoneta in perfetta salute?
Molto si deve al rapporto natura contro cultura,
ma una risposta più specifica può darla la cosiddetta epigenetica.
Cioè lo studio dell'interazione tra il DNA
e la moltitudine di molecole più piccole all'interno delle cellule
che possono attivare o disattivare i geni.
Paragonando il DNA a un libro di ricette,
quelle molecole servono a decidere cosa e quando viene cotto.
Queste decisioni non sono volontarie,
ma dipendono da presenza e concentrazione di queste molecole nella cellula.
In che modo?
Nel DNA i geni sono espressi quando sono letti e trascritti in RNA,
usato da strutture dette ribosomi per sintetizzare le proteine.
Le proteine determinano caratteristiche e funzioni di una cellula.
Cambiamenti epigenetici possono promuovere o alterare la trascrizione dei geni.
L'alterazione più frequente è che al DNA,
o alle proteine che lo circondano,
si attacchino piccole etichette chimiche.
L'insieme di tutte queste etichette attaccate al genoma
di una specifica cellula
è chiamato epigenoma.
Alcune, come i gruppi metilici, inibiscono l'espressione dei geni
deragliando l'apparato di trascrizione cellulare
o causando il maggiore attorcigliamento del DNA,
rendendolo così inaccessibile.
I geni sono sempre lì ma ora sono silenti.
Invece per promuovere la trascrizione avviene il contrario.
Delle etichette chimiche srotolano il DNA e ne rendono più facile la trascrizione,
che a sua volta incrementa la produzione di quella relativa proteina.
I cambiamenti epigenetici possono resistere alle divisioni cellulari,
quindi potrebbero influire sull'intera vita di un organismo.
A volte questo è un bene.
I cambiamenti epigenetici sono parte del normale sviluppo.
Le cellule di un embrione partono con un genoma originale.
Durante la divisione cellulare alcuni geni vengono attivati
e altri inibiti.
Col tempo, con questa riprogrammazione epigenetica,
alcune cellule diventano cellule cardiache,
e altre andranno a formare il fegato.
Ognuna delle circa 200 tipi di cellule del nostro corpo
ha in pratica lo stesso genoma
ma il proprio singolare epigenoma.
L'epigenoma, per tutta la vita, permette inoltre il dialogo
tra i geni e l'ambiente.
Le etichette chimiche che spengono e accendono i geni
possono essere influenzate da fattori come dieta,
agenti chimici,
e farmaci.
I relativi cambiamenti epigenetici possono infine causare malattie,
nel caso spengano un gene che produce una proteina che sopprime i tumori.
Cambiamenti epigenetici dovuti all'ambiente sono in parte la causa
per cui gemelli geneticamente identici possono avere vite molto diverse.
Col passare degli anni cambia il loro epigenoma,
influendo sul loro invecchiamento e sulla predisposizione ad ammalarsi.
Anche le esperienze sociali possono causare cambiamenti epigenetici.
In un famoso esperimento,
se le madri ratto non si curavano abbastanza dei propri cuccioli,
i geni dedicati alla gestione dello stress in quei ratti erano metilati,
e quindi spenti.
E potrebbe non finire con quella generazione.
Molti marker epigenetici vengono eliminati quando si formano ovuli e spermatozoi.
Ma ora i ricercatori credono che alcune di quelle tracce sopravvivano,
e tramandino quei tratti epigenetici alla generazione seguente.
Le esperienze d'infanzia di entrambi i nostri genitori,
o le loro scelte da adulti,
potrebbero davvero modellare il nostro epigenoma.
I cambiamenti epigenetici sono di solito fissi
ma non necessariamente permanenti.
Uno stile di vita equilibrato che includa una dieta sana,
esercizio fisico,
e la mancata esposizione ad agenti contaminanti
potrebbe a lungo termine creare un epigenoma sano.
È un momento emozionante per lo studio di questo fenomeno.
Gli scienziati iniziano solo ora a capire
come l'epigenetica possa spiegare i processi di sviluppo e invecchiamento,
nonché l'origine di cancro,
malattie cardiache,
malattie mentali,
dipendenza,
e molte altre patologie.
Nel mentre, con i nuovi metodi è molto più facile modificare il genoma
e individuare i cambiamenti epigenetici responsabili di salute e malattia.
Una volta compreso in che modo siamo influenzati dall'epigenoma,
potremmo essere in grado di influenzarlo a nostra volta.