“Представете си ДНК като книга с рецепти”, казват специалистите.
“Генетиката е самият текст, а епигенетиката е маркерът и лепящите бележки, които казват коя рецепта да се използва и коя да се пропусне. Т.е. тя изследва включването на особености в добавка към унаследеното.
Вероятно затова учените казват, че епигенетиката изучава как гените се включват и изключват, без да се променя самата ДНК последователност.
Тази наука изследва как клетките решават кои гени да “работят”.
Типичен пример за това са клетките в кожата и клетките в мозъка. Те имат една и съща ДНК, но различни активни гени.
Епигенетиката се опитва да разбере как един ген се “изключва” и престава да бъде активен за сметка на друг.
Тя изследва и как средата влияе на този процес. Според тази наука храненето, стреса, замърсяването и физическата активност например оставят епигенетични следи.
Интересен е фактът, че някои от тези епигенетични промени могат да се предават на следващите поколения, макар и не толкова активно, както самата ДНК.
Защо епигенетиката е толкова важна
Учените вече знаят, че тя ще играе важна роля при онкологичнште заболявания - там неправилно “включените” гени ще могат да се деактивират.
На възможностите на епигенетеката в бъдеще ще се разчита и при автоимунните заболявания, при процесите на стареене, при развитието на ембрионите и при психичните състояния.
Защото най-общо казано, ако генетиката е кодът, епигенетиката казва как да се използва този код, за да се деактивират определени зловредни гени.
За баща на епигенетиката се счита Конрад Хал Уодингтън (Conrad Hal Waddington). През 1942 г.
Той въвежда термина epigenetics и описва как гените взаимодействат с развитието на организма, а не действат изолирано.
Той създава прочутия модел на „епигенетичен пейзаж“ – визуална метафора, в която клетката е като топче, търкалящо се по хълмове и долини, докато избира съдба (кожа, нервна клетка, мускулна и т.н.). Това е концептуален модел от 1940-те години, който описва как една оплодена яйцеклетка постепенно се диференцира в различни клетъчни типове, въпреки че всички клетки имат една и съща ДНК.
В този пейзаж
Топчето е развиваща се клетка.
Долините са различни клетъчни съдби (неврон, мускулна клетка, чернодробна клетка и т.н.).
Хълмовете са енергийната бариера - т. е. не е лесно клетката да премине към друга съдба
Колкото по-надолу се движи топчето,
толкова по-ограничени стават възможностите,
толкова по-стабилна става клетъчната идентичност.
Това визуализира процеса на клетъчна диференциация.
Епигенетичният пейзаж е
Метафора за развитието
Ранна системна теория на биологията
Предвестник на съвременната епигенетика и теорията на сложните системи
Той обяснява защо
една и съща ДНК може да даде различни клетъчни типове,
и защо клетъчната идентичност е стабилна, но не е напълно необратима.
Защо моделът е гениален за времето си?
Когато Уодингтън предлага модела, структурата на ДНК още не е открита - това става през 1953 г..
Молекулярната биология не съществува в съвременния смисъл.
Уодингтън интуитивно разбира, че гените не действат линейно и че има мрежи и нива на регулация над самата ДНК последователност.
Така става ясно, че гените задават вероятности, а епигенетиката и средата определят дали тази вероятност ще се реализира.