Evo zagonetke -
identični blizanci nastaju iz iste DNK,
pa kako onda ispadnu tako različiti,
čak i u pogledu osobina koje imaju značajnu genetsku komponentu?
Na primer, zašto jedna bliznakinja može dobiti srčano oboljenje u 55. godini,
dok njena sestra trči maraton savršenog zdravlja?
Urođeno naspram stečenog ima dosta veze sa time,
ali se dublje povezani odgovori mogu naći u okviru nečeg pod imenom epigenetika.
To je izučavanje načina na koji DNK ulazi u interakciju
sa mnoštvom manjih molekula pronađenih unutar ćelija
koji mogu aktivirati i deaktivirati gene.
Ako zamislite DNK kao knjigu sa receptima,
ti molekuli većim delom određuju šta se i kada kuva.
Oni sami ne donose nikakve svesne odluke,
već njihovo prisustvo i koncentracija unutar ćelija dovodi do promena.
Kako to funkcioniše?
Do ekspresije gena u DNK dolazi kada se pročitaju i transkribuju u RNK,
koju strukture zvane ribozomi prevode u proteine.
Proteini većim delom određuju karakteristike i funkciju ćelije.
Epigenetske promene mogu da pojačaju ili ometaju transkripciju određenih gena.
Najčešći način na koji se ometanje odvija
je da se DNK ili proteini oko kojih je obmotana,
obeleže malim hemijskim oznakama.
Skup svih hemijskih oznaka koje su vezane za genom date ćelije
naziva se epigenom.
Neki od njih, kao što je grupa metil, inhibiraju ekspresiju gena
preusmeravanjem ćelijske aparature za transkripciju
ili dovodeći do toga da se DNK čvršće namotava,
čime je čine nepristupačnom.
Gen je i dalje tamo, ali je neaktivan.
Pojačavanje transkripcije je u suštini suprotno tome.
Neke hemijske oznake će odmotati DNK, učiniti je lakšom za transkripciju,
što pojačava proizvodnju proteina sa kojim je u vezi.
Epigenetske promene mogu preživeti ćelijsku deobu,
što znači da mogu uticati na organizam čitavog njegovog života.
Ponekad je to dobra stvar.
Epigenetske promene su deo normalnog razvoja.
Ćelije u embrionu započinju jednim glavnim genomom.
Dok se ćelije dele, neki geni se aktiviraju,
a drugi se inhibiraju.
Tokom vremena, kroz ovo epigenetičko reprogramiranje,
neke ćelije se razviju u ćelije srca,
a druge u ćelije jetre.
Svaka od otprilike 200 tipova ćelija u vašem telu
ima u suštini isti genom,
ali sopstveni zaseban epigenom.
Epigenom takođe posreduje u celoživotnom dijalogu
između gena i sredine.
Na hemijske oznake koje isključuju i uključuju gene
mogu uticati faktori kao što su ishrana,
hemijsko izlaganje
i lekovi.
Posledične epigenetske promene mogu na kraju dovesti do bolesti,
ako, na primer, isključe gen koji stvara protein za suzbijanje tumora.
Epigenetske promene koje proističu iz sredine predstavljaju deo razloga
zbog čega genetski identični blizanci mogu kao odrasli imati vrlo različite živote.
Kako blizanci postaju stariji, njihovi epigenomi se razilaze,
što utiče na način na koji stare i njihovu podložnost bolestima.
Čak i društvena iskustva mogu prorouzokovati epigenetske promene.
U jednom poznatom eksperimentu,
kada se majka pacov nije dovoljno starala o svojim mladuncima,
geni kod beba koji su im pomagali da se izbore sa stresom bili su metilovani
i ugašeni.
To ne mora da prestane sa tom generacijom.
Većina epigenetičkih oznaka se briše kada se formiraju ćelije jajeta i sperme.
Međutim, istraživači danas smatraju da neki od tih otisaka opstanu,
prenoseći te epigenetske osobine na sledeću generaciju.
Iskustva vaše majke ili oca dok su bili deca
ili njihovi izbori u odraslom dobu
mogu oblikovati vaš epigenom.
No, iako epigenetičke promene jesu lepljive,
nisu nužno i trajne.
Uravnoteženi životni stil koji podrazumeva zdravu ishranu,
vežbanje
i izbegavanje izlaganja zagađivačima
mogu na duže staze stvoriti zdrav epigenom.
Uzbudljivo je vreme za izučavanje ovoga.
Naučnici tek počinju da razumeju
kako epigenetika može objasniti mehanizme ljudskog razvoja i starenja,
kao i nastanak raka,
oboljenja srca,
mentalnih bolesti,
bolesti zavisnosti,
kao i mnogih drugih stanja.
U međuvremenu, nove tehnike za izmenu genoma znatno olakšavaju
utvrđivanje toga koje epigenetske promene zaista imaju značaj za zdravlje i bolesti.
Kada budemo razumeli kako naš epigenom utiče na nas,
možda ćemo moći i mi da utičemo na njega.