Διαφορά μεταξύ γενετικής και επιγενετικής

Κύρια διαφορά – Γενετική έναντι Επιγενετικής

Η γενετική και η επιγενετική είναι δύο τύποι μελετών γονιδίων. Η κύρια διαφορά μεταξύ γενετικής και επιγενετικής είναι ότι γενετική είναι η μελέτη των γονιδίων που ελέγχουν τις λειτουργίες του σώματος, ενώ η επιγενετική είναι η μελέτη των κληρονομικών αλλαγών των οργανισμών που προκαλούνται από την τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης . Τα γονίδια είναι οι βασικές μονάδες κληρονομικότητας που μεταβιβάζουν γενετικές πληροφορίες σε γενεές. Η δομή των γονιδίων και οι μεταβολές της μελετώνται στη γενετική. Στην επιγενετική, μελετώνται οι τροποποιήσεις της γονιδιακής έκφρασης που αλλάζουν τον φαινότυπο.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι Γενετική
      – Ορισμός, Πεδία, Ρόλος
2. Τι είναι η Επιγενετική
     – Ορισμός, Πεδία, Ρόλος
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ γενετικής και επιγενετικής
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γενετικής και επιγενετικής
    – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:αλληλόμορφα, δομή χρωματίνης, μεθυλίωση DNA, επιγενετική, γενετική, κληρονομικότητα, κληρονομικότητα, μεταλλάξεις

Τι είναι η Γενετική

Η γενετική αναφέρεται στη μελέτη της κληρονομικότητας και της διαφοροποίησης των κληρονομικών χαρακτηριστικών. Η κληρονομικότητα είναι η βιολογική διαδικασία με την οποία ένας γονέας μεταβιβάζει τις γενετικές του πληροφορίες στους απογόνους του. Κάθε άτομο κληρονομεί γονίδια από τη μητέρα και τον πατέρα του. Ως εκ τούτου, το γονίδιο χρησιμεύει ως η βασική μονάδα κληρονομικότητας. Οι εναλλακτικές μορφές ενός γονιδίου ονομάζονται αλληλόμορφα. Πολλοί οργανισμοί έχουν δύο αλληλόμορφα που μπορεί να είναι είτε ομόζυγα είτε ετερόζυγα. Ορισμένα αλληλόμορφα είναι κυρίαρχα έναντι των άλλων και καθορίζουν τους φαινότυπους ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Πολλά γονίδια αποτελούνται από DNA. Το DNA συσκευάζεται στον πυρήνα σχηματίζοντας χρωμοσώματα. Η οργάνωση των γονιδίων φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:Χρωμόσωμα και γονίδιο

Οι άνθρωποι έχουν 46 χρωμοσώματα:22 αυτοσώματα και δύο φυλετικά χρωμοσώματα. Πάνω από 20.000 γονίδια βρίσκονται σε αυτά τα 46 χρωμοσώματα. Η κληρονομικότητα των γονιδίων περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Γκρέγκορ Μέντελ τη δεκαετία του 1890. Ορισμένα γονίδια εμφανίζουν μεντελική κληρονομικότητα ενώ άλλα εμφανίζουν μη Μεντελική κληρονομικότητα. Αυτά τα πρότυπα κληρονομικότητας μελετώνται στη γενετική.

Μερικά αλληλόμορφα προκαλούν γενετικές διαταραχές. Επίσης μελετώνται στη γενετική. Οι μεταβολές της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας σε γονίδια και χρωμοσώματα ονομάζονται μεταλλάξεις. Οι επιδράσεις των μεταλλάξεων σε έναν συγκεκριμένο οργανισμό μελετώνται επίσης στη γενετική. Οι μεταλλάξεις προκαλούν το σχηματισμό νέων αλληλόμορφων. Οι παραλλαγές των αλληλόμορφων προκαλούν γενετικές παραλλαγές σε έναν συγκεκριμένο πληθυσμό. Αυτές οι παραλλαγές μελετώνται στο πλαίσιο της πληθυσμιακής γενετικής.

Τι είναι η Επιγενετική

Η επιγενετική αναφέρεται στη μελέτη των κληρονομικών αλλαγών των οργανισμών που προκαλούνται από την τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης και όχι από την αλλοίωση του γενετικού υλικού των οργανισμών. Η τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει μέσα στο κύτταρο για να ρυθμίσει τους τύπους και τον αριθμό των πρωτεϊνών που εκφράζονται στο κύτταρο. Οι δύο κύριοι τύποι τέτοιων τροποποιήσεων είναι η μεθυλίωση του DNA και η τροποποίηση ιστόνης. Σε μεθυλίωση DNA , μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται στο DNA ετικέτας, είτε ενεργοποιώντας είτε καταστέλλοντας την έκφραση αυτού του DNA. Στην τροποποίηση ιστόνης , οι επιγενετικοί παράγοντες συνδέονται με τις ουρές των ιστονών, αλλάζοντας την έκταση του τυλιγμένου DNA γύρω από τα νουκλεοσώματα. Οι ιστόνες είναι ένας τύπος πρωτεϊνών γύρω από τις οποίες μπορεί να συνδεθεί το DNA κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της χρωματίνης. Η έκταση της περιτύλιξης του DNA γύρω από τις ιστόνες μεταβάλλει τη γονιδιακή έκφραση. Οι μηχανισμοί της επιγενετικής φαίνονται στην εικόνα 2.

Εικόνα 2:Επιγενετικοί Μηχανισμοί

Δύο τύποι χρωματίνης σχηματίζονται ανάλογα με το βαθμό περιτύλιξης ή τη συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων. Οι χαλαρά τυλιγμένες χρωματίνες είναι ευχρωματίνη και περιέχουν γονίδια που εκφράζουν ενεργά. Η σφιχτά τυλιγμένη χρωματίνη είναι η ετεροχρωματίνη και περιέχουν τόσο μεταγραφικά όσο και γενετικά ανενεργά γονίδια.

Τόσο η μεθυλίωση του DNA όσο και η τροποποίηση ιστόνης μπορούν να τροποποιηθούν υπό την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η γήρανση, η διατροφή, οι χημικές ουσίες, τα φάρμακα ή διάφορες ασθένειες. Αυτές οι επιρροές και ο βαθμός τροποποίησης της γονιδιακής έκφρασης μελετώνται στην επιγενετική.

Ομοιότητες μεταξύ γενετικής και επιγενετικής

• Η γενετική και η επιγενετική είναι δύο τύποι μελετών γονιδίων.
• Οι αλλαγές των οντοτήτων που μελετήθηκαν τόσο στη γενετική όσο και στην επιγενετική είναι κληρονομήσιμες.
• Οι οντότητες που μελετώνται τόσο στη γενετική όσο και στην επιγενετική εμπλέκονται στον έλεγχο του σχηματισμού και των λειτουργιών ενός συγκεκριμένου οργανισμού.

Διαφορά μεταξύ γενετικής και επιγενετικής

Ορισμός

Γενετική: Η γενετική αναφέρεται στη μελέτη της κληρονομικότητας και της διαφοροποίησης των κληρονομικών χαρακτηριστικών.

Επιγενετική: Η επιγενετική αναφέρεται στη μελέτη των κληρονομικών αλλαγών στους οργανισμούς που προκαλούνται από την τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης.

Σημασία

Γενετική: Η δομή, οι αλληλεπιδράσεις, η λειτουργία και οι μεταβολές των γονιδίων ενός συγκεκριμένου οργανισμού μελετώνται στη γενετική.

Επιγενετική: Οι τροποποιήσεις της γονιδιακής έκφρασης ενός συγκεκριμένου οργανισμού μελετώνται στην επιγενετική.

Πεδία μελέτης

Γενετική: Η γενετική καλύπτει τη γονιδιωματική, τη μεταγραφική, την πρωτεϊνομική, την κληρονομικότητα, την εξελικτική γενετική και τις γενετικές ασθένειες.

Επιγενετική: Η επιγενετική καλύπτει τη γονιδιακή ρύθμιση, τις αλληλεπιδράσεις γονιδίου και περιβάλλοντος και τις αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης και περιβάλλοντος.

Παραδείγματα

Γενετική: Στη γενετική, μελετάται ο συνδυασμός αλληλόμορφων σε έναν συγκεκριμένο οργανισμό.

Επιγενετική: Στην επιγενετική, μελετώνται διαφορετικά πρότυπα μεθυλίωσης και ακετυλίωσης του DNA και της κατάστασης της χρωματίνης.

Συμπέρασμα

Η γενετική και η επιγενετική είναι δύο πεδία που μελετούν το γενετικό υλικό ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Στη γενετική μελετάται η δομή και η λειτουργία των γονιδίων. Ωστόσο, στην επιγενετική, μελετώνται οι εξωτερικοί παράγοντες που εμπλέκονται στις τροποποιήσεις της γονιδιακής έκφρασης όπως η μεθυλίωση του DNA και η δομή της χρωματίνης. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ γενετικής και επιγενετικής.

Αναφορά:

1.Mandal, Ananya. «Τι είναι η Γενετική;» News-Medical.net, 18 Μαρ. 2013, Διαθέσιμο εδώ.
2.Davis, Tom. «Τι είναι η Επιγενετική;» Epigenome NOE, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Chromosome-DNA-gene» Του Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) – Ίδιο έργο (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Επιγενετικοί μηχανισμοί» από Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας – (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia