אפיגנטיקה

ה אפיגנטיקה עוסק בשינוי פעילות גנים מבלי לשנות את רצף ה- DNA של הגן. תהליכים רבים בגוף מבוססים על תהליכים של אפיגנטיקה. תוצאות מחקר עדכניות מוכיחות את חשיבותן ליכולתו של האורגניזם להשתנות בהקשר של השפעות סביבתיות.

מהי אפיגנטיקה?

המונח אפיגנטיקה מתאר שינויים בפעילותם של גנים בנוסף לתורשה (גנטיקה). זה אומר שהקוד הגנטי של גן קבוע, אך לא תמיד מיושם. אפיגנטיקה עוסקת בשינויים בתפקוד הגנום של ה- DNA שאינם נגרמים משינוי ברצף ה- DNA.

כל תא בייצור חי מכיל אותה תוכנית גנטית. עם זאת, במהלך התפתחותו יש בידול של איברים ורקמות שונות. לדוגמא, לתאי הדם יש מידע תורשתי זהה לתאי הכליה. רק שני גנים שונים פעילים בשני סוגי התאים. ניתן להסביר את הבחנת התאים על ידי תהליכים אפיגנטיים המתבטאים באמצעות הפעלה או הפעלה של גנים.

תאים לא מובחנים הם מה שנקרא תאי גזע שיכולים להתפתח לאורגניזם חדש וזהה גנטית באמצעות שיבוט. עם זאת, ניתן להמיר תאים מובחנים חזרה לתאי גזע על ידי היפוך השינוי האפיגנטי.

פונקציה ומשימה

לאחר כל חלוקת תאים, האפיגנזה משנה בהדרגה מידע גנטי בתוך התא. גנים מסוימים מופעלים על ידי מתילציה של DNA.

אפשרות נוספת היא לסמן את ה- DNA באמצעות מה שמכונה אצטילציה של היסטון. גדיל ה- DNA באורך שני מטרים נפרק בגרעין התא הזעיר ומסומן בנקודות מסוימות. זה מבטיח שקוראים רק את המידע הרלוונטי לסוג התא. גם מתילציה וגם אצטילציה של היסטון נשלטים על ידי סוכנים ביוכימיים.

לכל אורגניזם, כולל בני אדם, יש הרבה epigrams כביכול. קודים גנטיים נוספים הקובעים את שינוי האורגניזם נחשבים לאפיגרמות. במהלך החיים האורגניזם משתנה יותר ויותר תחת השפעת הסביבה. הקוד הגנטי נשמר, אך השפעות חיצוניות הופכות לחשובות יותר ויותר.

השפעות סביבתיות כוללות תזונה, גורמי לחץ, קשרים חברתיים, רעלים סביבתיים או אפילו חוויות המעוגנות בנפשו של האדם. ידוע שהגוף מגיב לגורמים אלה ומאגר חוויות בכדי להיות מסוגל להגיב במידת הצורך.

על פי ממצאים עדכניים יותר, כל האינטראקציות בין האורגניזם לסביבה נשלטות בצורה אפיגנטית. כתוצאה מכך המראה החיצוני (הפנוטיפ), הדמות וההתנהגות מעוצבים באופן משמעותי על ידי תהליכים אפיגנטיים.

התפתחות שונה של תאומים זהים תחת השפעות חיצוניות שונות מראה כמה חזק יכול להיות החותם. דוגמא נוספת יכולה להיות שינויים גופניים כתוצאה משינוי המין החי, המתרחשים ללא מתן תרופות. בורגנות האלבניות (נשים שחיות חיי גבר) כוללות עדות לכך.

מחקרים מסוימים מראים שניתן להעביר תכונות נרכשות. הקוד הגנטי הבסיסי מועבר, אך שינויים גנטיים נוספים (שינויים אפיגנטיים) מועברים גם הם באופן חלקי לצאצאים תוך שמירה על רצף ה- DNA הנתון של הגנים.

מחלות ומחלות

ההשפעה של אפיגנטיקה על הפנוטיפ ועל ההתנהגות האנושית מתבהרת יותר ויותר. תוצאות מחקר חדשות מצביעות על חשיבותם של תהליכים אפיגנטיים לבריאות האדם.

לדוגמא, למחלות רבות קיימת היחס גנטי. הם מתרחשים במשפחות. דוגמאות לכך הן סוכרת, מחלות לב וכלי דם, מחלות ראומטיות ושיטיון. כאן אורח החיים משחק תפקיד מרכזי בשאלה האם המחלה הרלוונטית פורצת בכלל. בתאומים זהים, למשל, נמצא כי מחלת האלצהיימר תלויה מאוד בסביבה למרות הימצאותה הגנטית.

בעזרת אפיגנטיקה ניתן היה גם להבהיר מדוע, למשל, תה ירוק כל כך בריא. החומר הפעיל epigallocatechin-3-gallate (EGCG) בתה מפעיל גן המקודד לאנזים המונע סרטן. אצל אנשים מבוגרים גן זה מתיל בדרך כלל ולכן אינו פעיל. זה מגדיל את הסבירות להתפתחות סרטן בגיל מבוגר. עם זאת, על ידי צריכת תה ירוק, הסבירות לסרטן שוב פוחתת.

בתחום הדבורים, למשל, המלכה אינה נבדלת גנטית מהפועלים. אך מכיוון שהיא החיה היחידה שניזונה מג'לי מלכות, היא מתפתחת לדבורה מלכתית. איתה, גנים מטומטמים רבים מופעלים מחדש עקב גורם ביולוגי ספציפי.

אצל בני אדם, בין היתר, תנאים חברתיים לא טובים גורמים לעיתים קרובות להפרעות אישיות בהמשך. כיום יש להניח כי מחלות נפשיות ופסיכולוגיות רבות מופעלות על ידי תהליכים אפיגנטיים. האפיגנום האנושי אוגר גם טראומות שמשפיעות אחר כך על מבנה האישיות.

מחקרים מדעיים חדשים הראו כי טעויות רבות מתרחשות בגנום של אנשים שעברו טראומה. אולם לאחר טיפול מוצלח, טעויות אלה נעלמו שוב.

ישנם גם שינויים אפיגנטיים המועברים לצאצאים וגורמים להם להיות בעלי נטייה גנטית למחלות מסוימות. במחקר אנושי שוודי, למשל, נבדק הקשר בין זמינות המזון לבין נטייה למחלות בדורות הבאים.

הגנטיקאים מרקוס פמברי ולארס אולוב בייגרן גילו שנכדיהם של סבים שהיו הרבה לאכול נוטים תמיד לסוכרת. שינויים אפיגנטיים בכרומוזומי המין התרחשו כנראה כאן.

אפילו אנשים שעברו טראומה יכולים להעביר שינויים אפיגנטיים לדורות הבאים. מחקר נוסף בתחום האפיגנטיקה אמור לעזור לחשוף ולהיפוך שינויים אפגנטיים הגורמים למחלות.