Epigenética
Estos cambios pueden mantenerse en el tiempo y trasmitirse de padres a hijos por herencia.
Waddington en 1942 para referirse al estudio de las interacciones entre los genes y el ambiente que se producen en los organismos.
[3][4] El biólogo escocés la definió como: «el estudio de todos los eventos que llevan al desenvolvimiento del programa genético del desarrollo» o «el complejo proceso de desarrollo que media entre genotipo y fenotipo».
Estas modificaciones presentan un alto grado de estabilidad y, al ser heredables, se puedan mantener en un linaje celular por muchas generaciones.
Esto es importante cuando hay errores en las modificaciones, porque se pueden generar enfermedades que perduren en una familia por mucho tiempo.
Si la cromatina se encuentra en un alto grado de condensación, los elementos de transcripción no pueden acceder a dicha región del ADN y, por lo tanto, el gen no se transcribe; es decir el gen es silenciado.
Se ha determinado que hay tres procesos epigenéticos de regulación: La estructura molecular interna de los cromosomas se ha dividido en 3 capas: Son las «epimutaciones» las que, según algunas teorías, darían origen a enfermedades como la esquizofrenia, mientras que las variaciones epigenéticas explican, por ejemplo, las discordancias entre gemelos idénticos, quienes muestran idénticas secuencias de ADN.
Los mecanismos epigenéticos que actúan en el nivel molecular son: la metilación del ADN y la modificación de histonas.
La hipermetilación ocurre en las islas CpG de la región promotora y está asociada con la inactivación del gen.
La hipometilación también ha sido implicada en el desarrollo y progresión del cáncer a través de diferentes mecanismos.
Generalmente, en procesos tumorales, se observa una hipometilacion del ADN, exceptuando regiones promotoras específicas que se encuentran hipermetiladas que normalmente corresponden a promotores de genes supresores de tumores.
Es frecuente que las proteínas contengan dos bromodominios y, por tanto, puedan reconocer en la misma interacción dos lisinas acetiladas.
La acetil lisina tiene peor facilidad para interaccionar con el ADN, y por tanto, la cromatina está menos plegada.
En general, en procesos tumorales, el cambio más frecuente no afecta ni al lector ni a la proteína, sino a la histona desacetilasa, que se sobreexpresa y, a la histona acetiltransferasa cuya expresión disminuye, lo cual produce un incremento de la forma cerrada de la cromatina y, en consecuencia, una expresión génica aberrante.
Puede ocurrir que una misma proteína tenga más de un dominio para reconocer varias lisinas a la vez.
Todos estos mecanismos epigenéticos juegan un papel fundamental en el correcto desarrollo y funcionamiento del organismo, como es el caso del desarrollo embrionario, el comportamiento o la diferenciación celular, que si se descontrola puede conducir a cáncer.
La impronta afecta el crecimiento prenatal y se ha establecido su importancia en la generación de enfermedades.
Aunque habían estado perfectamente sanos al nacer, algo había sucedido dentro del útero materno durante a vida fetal, que podía afectarlos el resto de su vida y la de su descendencia.Se presume que la malnutrición materna llevaría a malnutrición del feto y esta última generaría una «programación fetal», o sea que el feto se prepara para adaptarse a un medio donde hay carencias nutricionales, conduciendo a un «fenotipo ahorrador».
Estos luego pueden activar o desactivar la secreción de hormonas por el sistema endocrino.
Esto representa una ventaja para las especies en que el tamaño poblacional está limitado por el número de hembras.
[13] La temperatura puede regular la aromatasa, y de esta manera determinar el sexo del organismo.
Por el contrario, las larvas que son alimentadas con jalea real por cortos períodos de tiempo se convertirán en obreras sin ovarios funcionales.
[13] Algunos ejemplos se muestran a continuación: La palabra biomarcador hace referencia a cualquier tipo de variación que ocurra en el material genético y por lo tanto es posible su detección en el organismo que porte dicho cambio.
El conocimiento de estos fenómenos ha permitido que se den avances en terapias génicas.
Todo esto puede resultar en cambios en el fenotipo y una alta posibilidad del desarrollo de enfermedades.
NOTCH es importante, ya que tiene un papel en la determinación de destinos celulares, proliferación, apoptosis, diferenciación, migración y desarrollo celular.
Sin embargo, aún no se tiene un entendimiento claro de cómo in vivo Notch actúa en la formación del cáncer.
[37] Estas investigaciones se han basado en el descubrimiento de biomarcadores que faciliten el diagnóstico y el conocimiento del cáncer; se ha encontrado que las enzimas ADN-metiltransferasa y histona-deacetilasa son muy efectivas en el diagnóstico del cáncer, y un conocimiento aún más específico acerca de ellas ayudaría a la supresión de tumores cancerígenos.
Si este proceso no se da de forma adecuada se pueden presentar enfermedades en el individuo o posibles problemas durante el embarazo que pueden llevar a la pérdida del embrión.
Aunque un gran porcentaje de niños nacidos por esta técnica presentan un desarrollo y crecimiento normal, se ha observado que hay una tendencia a que presenten un bajo peso al nacer y que existe un aumento de tres a seis veces en la ocurrencia de los síndromes Beckwith-Wiedemann y Angelman.
