Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν πώς ερμηνεύονται οι επιγενετικές αλλαγές στο DNA
1. Μεθυλίωση DNA:Η μεθυλίωση του DNA είναι μία από τις πιο καλά μελετημένες επιγενετικές τροποποιήσεις. Περιλαμβάνει την προσθήκη μιας μεθυλομάδας σε συγκεκριμένα νουκλεοτίδια κυτοσίνης εντός των δινουκλεοτιδίων CPG. Το μεθυλιωμένο ϋΝΑ σχετίζεται γενικά με γονιδιακή σίγαση ή μειωμένη έκφραση γονιδίων. Όταν η μεθυλίωση του DNA εμφανίζεται σε περιοχές προαγωγού των γονιδίων, μπορεί να αποτρέψει τους παράγοντες μεταγραφής από τη δέσμευση και την έναρξη της γονιδιακής μεταγραφής.
2. Τροποποιήσεις ιστόνης:Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες που το DNA περιτυλίγεται για να σχηματίσει νουκλεοσώματα, τις βασικές μονάδες της χρωματίνης. Οι ιστόνες μπορούν να υποβληθούν σε διάφορες χημικές τροποποιήσεις, όπως η ακετυλίωση, η μεθυλίωση, η φωσφορυλίωση και η ουβικιτινίωση. Αυτές οι τροποποιήσεις μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή της χρωματίνης, καθιστώντας την πιο προσιτή (εταχρωματίνη) ή λιγότερο προσβάσιμη (ετεροχρωματίνη) σε μηχανήματα μεταγραφής. Η ακετυλίωση των ιστόνων, για παράδειγμα, συσχετίζεται συχνά με την ενεργοποίηση των γονιδίων, ενώ η μεθυλίωση μπορεί να έχει διαφορετικά αποτελέσματα ανάλογα με την ειδική τροποποίηση και θέση.
3. Τα μη κωδικοποιημένα RNAs:τα μη κωδικοποιημένα RNAs (NCRNAs) είναι μόρια RNA που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Ορισμένα ncRNAs, όπως τα microRNAs (miRNAs) και τα μικρά παρεμβατικά RNAs (siRNAs), μπορούν να ρυθμίσουν την έκφραση των γονιδίων με δέσμευση σε συγκεκριμένα μόρια mRNA και αναστέλλοντας τη μετάφρασή τους ή προκαλώντας την αποικοδόμησή τους. Οι επιγενετικές τροποποιήσεις μπορούν να επηρεάσουν την έκφραση και τη δραστηριότητα των NCRNAs, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να επηρεάσουν την ερμηνεία της μεθυλίωσης του DNA και των τροποποιήσεων ιστόνης.
4. Τροποποιήσεις RNA:Εκτός από τη μεθυλίωση του DNA, τα μόρια RNA μπορούν επίσης να υποβληθούν σε επιγενετικές τροποποιήσεις. Μία τέτοια τροποποίηση είναι η προσθήκη μιας μεθυλομάδας στη θέση Ν6 της αδενοσίνης, γνωστή ως Ν6-μεθυλαδενοσίνη (Μ6Α). Αυτή η τροποποίηση μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα του RNA, την αποτελεσματικότητα της μετάφρασης και τα μοτίβα ματίσματος, επηρεάζοντας τελικά την έκφραση γονιδίων.
5. σύμπλοκα αναδιαμόρφωσης χρωματίνης:τα σύμπλοκα αναδιαμόρφωσης χρωματίνης είναι συμπλέγματα πολλαπλών πρωτεϊνών που μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή της χρωματίνης με τη μετακίνηση, την εκτόξευση ή την αντικατάσταση νουκλεοσωμάτων. Αυτά τα σύμπλοκα διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην κατασκευή του DNA πιο προσιτή ή απρόσιτα σε παράγοντες μεταγραφής και RNA πολυμεράσης, ρυθμίζοντας έτσι την έκφραση γονιδίων. Οι επιγενετικές τροποποιήσεις μπορούν να επηρεάσουν την πρόσληψη και τη δραστηριότητα των συμπλοκών αναδιαμόρφωσης χρωματίνης, επηρεάζοντας την ικανότητά τους να αναδιαμορφώσουν τη δομή της χρωματίνης.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι επιγενετικές τροποποιήσεις δεν αλλάζουν άμεσα την ίδια την ακολουθία DNA, αλλά λειτουργούν ως ρυθμιστικοί διακόπτες που επηρεάζουν τον τρόπο εκφράζονται τα γονίδια. Αυτές οι αλλαγές ερμηνεύονται από τα μηχανήματα του κυττάρου για τον έλεγχο των κυτταρικών διεργασιών, της ανάπτυξης και της ανταπόκρισης σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα. Οι επιγενετικοί μηχανισμοί παρέχουν ένα πρόσθετο στρώμα ρύθμισης πέρα από την αλληλουχία του DNA μόνο και συμβάλλουν στην πολυπλοκότητα και την ποικιλομορφία των κυτταρικών λειτουργιών.
