Epigenetica Per Principianti. Come l'epigenetica può potenzialmente rivoluzionare la nostra comprensione della struttura e del comportamento della vita biologica sulla Terra

Di Genetica Moderna

Sei a un passo dall'aprire i tuoi occhi e la tua mente al mondo dell'epigenetica in un modo che ti aiuterà ad apprezzare la complessità della cellula umana, dei geni e di altri componenti e come questa conoscenza viene applicata per trasformare le vite! Nell'inverno della fame olandese del 1944-1945, gli individui che erano stati esposti alla carestia poco prima della nascita sono stati visti, circa 60 anni dopo, avere tassi più elevati di malattie coronariche e obesità rispetto a quelli che non erano stati esposti alla carestia. Questo deve essere il risultato di un'alterazione nella loro codifica genetica, giusto? NO. A quanto pare, sono stati trovati ad avere meno metilazione del DNA (aggiunta di gruppi metilici alla molecola di DNA per cambiare un segmento senza influenzare la sequenza del DNA) del gene imprinted Insulin-like Growth Factor 2 rispetto ai loro fratelli che non erano stati esposti, che mostra il ruolo di un potente fattore che non richiede il cambiamento della sequenza genetica negli organismi in sviluppo ed evoluzione. Questo fattore è l'epigenetica, ed è stato individuato dagli esperti come un fattore molto importante nell'evoluzione, eppure così tanto sottovalutato nella biologia moderna. Ma come è organizzato e controllato questo processo nel corpo umano? Come viene usato per far progredire la salute umana? Quali sono alcuni dei modi innovativi in cui ne traiamo beneficio, forse sfruttando il suo potere per migliorare malattie e condizioni croniche? Ci sono rischi nella terapia epigenetica? Come funziona l'epigenetica al livello più elementare? Se avete queste domande ora, o le avete avute prima di arrivare qui, allora siete nel posto giusto. Questo libro risponde a queste e molte altre domande per darvi una visione di un meccanismo che è diventato di centrale importanza nella ricerca genetica moderna nel modo più diretto, semplice e completo. L'obiettivo è vedere come l'espressione genica può essere alterata con successo senza toccare la sequenza del DNA, e cosa significa per l'espressione risultante dei tratti; e come questo fenomeno può essere sfruttato per capire la vita e migliorarla. Ecco un po' di quello che troverete in questo libro conciso: - Cosa sono le epigenetiche e come funzionano - Perché l'epigenetica è importante e come si relaziona con le nostre esperienze - Le basi delle cellule del corpo, compreso ciò che le cellule sono realmente e come si dividono - I pro e i contro del DNA, dei geni e dei cromosomi - Come viene concettualizzata l'epigenetica oggi - Le prove esistenti dei cambiamenti epigenetici; all'interno dell'epigenetica indiretta, attraverso l'epigenetica indiretta e l'eredità epigenetica transgenerazionale - I meccanismi dell'epigenetica e gli approfondimenti metodologici - Come viene utilizzata la terapia epigenetica per trattare il mesotelioma - I tipi di terapie epigenetiche disponibili oggi - I rischi, i benefici e la ricerca sulla terapia epigenetica - Come il controllo epigenetico influenza la regolazione trascrizionale nella pluripotenza e nella differenziazione precoce, la metilazione e demetilazione del DNA, il rimodellamento dei nucleosomi e il looping della cromatina - L'impatto dei cambiamenti epigenetici nel diabete e nel rischio cardiovascolare ...E molto altro ancora! Anche se sei completamente nuovo alla genetica o all'epigenetica in particolare, questo libro ti sarà utile e prezioso anche se tutto sembra una scienza complessa/avanzata, perché il libro ha un approccio amichevole per i principianti all'argomento. Scorri in alto e clicca su Acquista ora con 1 clic o Acquista ora per iniziare!

• Lingua: Italiano
• Editore: Youcanprint
• Data di uscita: 2 ago 2022
• ISBN: 9791221411645

Anteprima del libro

Table of Contents

INTRODUZIONI

CAPITOLO UNO COS'È L'EPIGENETICA

Come funziona l'epigenetica

Perché l'epigenetica è importante

Errori epigenetici

L'epigenetica e le nostre esperienze

CAPITOLO SECONDO COS'È UNA CELLA

Come si dividono le cellule

Cos'è il DNA

Cos'è un gene

Cos'è un cromosoma

Quanti cromosomi hanno le persone

Cos'è il DNA non codificante

CAPITOLO TERZO EREDITARIETÀ EPIGENETICA: CONCETTI, MECCANISMI E PROSPETTIVE

Contesto storico: Riempire il vuoto

Epigenetica ed ereditarietà: Alcune definizioni

Nuova concettualizzazione

Prove di cambiamenti epigenetici

Prove di epigenetica indiretta all'interno

Prove di epigenetica indiretta trasversale e di eredità epigenetica transgenerazionale

CAPITOLO QUATTRO MECCANISMI EPIGENETICI

Metilazione e demetilazione

Questioni metodologiche: Contributo materno vs. paterno

Approfondimenti metodologici e sottigliezze tecniche

CAPITOLO QUINTO TERAPIA EPIGENETICA

Come la terapia epigenetica tratta il mesotelioma

Tipi di terapie epigenetiche

Sperimentazioni cliniche che testano la terapia epigenetica per il mesotelioma

Rischi e benefici della terapia epigenetica

Rischi della terapia epigenetica

Malattie dello sviluppo causate da disfunzioni epigenetiche

Metilazione epigenetica di associazione genomica nell'invecchiamento e nella longevità

CAPITOLO SESTO

CONTROLLO EPIGENETICO

Controllo epigenetico della regolazione trascrizionale nella pluripotenza e nel differenziamento precoce

Metilazione e demetilazione del DNA

Rimodellamento dei nucleosomi

Looping della cromatina

CAPITOLO SETTE

MODIFICHE EPIGENETICHE NEL DIABETE E NEL

RISCHIO CARDIOVASCOLARE

Meccanismi epigenetici di regolazione dei geni

L'epigenetica e la vascolarizzazione diabetica: dai siti ai citi

Iperglicemia e disfunzione endoteliale persistente

Proteine lettrici epigenetiche come determinanti dello stato delle cellule endoteliali

Gli spunti sensoriali implicano meccanismi epigenetici

Il diabete modula epigeneticamente la plasticità fenotipica delle cellule muscolari lisce vascolari

Memoria epigenetica dei macrofagi

Sfruttare le intuizioni epigenetiche per colpire i regolatori genici

Prospettive attuali e direzioni future

Epigenetica

Per Principianti

Come

l'epigenetica

può

potenzialmente

rivoluzionare la nostra comprensione della struttura e del comportamento della vita biologica sulla Terra

Genetica Moderna

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Introduzioni

Nel suo senso moderno, l'epigenetica è il termine usato per descrivere l'eredità attraverso meccanismi diversi dalla sequenza del DNA dei geni. Può essere applicata alle caratteristiche passate da una cellula alle sue cellule figlie in una divisione cellulare e alle caratteristiche dell'intero organismo. Questo funziona attraverso tag chimici attaccati ai cromosomi che essenzialmente accendono o spengono i geni.

Gli scienziati che studiano il microscopico verme rotondo Caenorhabditis elegans hanno recentemente scoperto una serie di mutazioni che hanno aumentato la normale vita di 2-3

settimane dei vermi fino al 30%. È stato affascinante, anche perché le scoperte di specie come i vermi tondi ci aiuteranno anche ad apprezzare meccanismi come l'invecchiamento degli esseri umani. Questa non era la fine della storia, però, perché i ricercatori hanno scoperto che la prole dei vermi tondi longevi poteva ancora sopravvivere più a lungo della media, anche se avevano appena ricevuto la forma non modificata dei geni dai loro antenati. All'inizio non sembra avere senso; ovviamente caratteristiche come il colore dei capelli, l'altezza e perfino quanto tempo noi o un piccolo verme possiamo sopravvivere sono sostenuti dall'insieme di geni del DNA che ereditiamo dai nostri antenati. E come superiamo l'enigma su come i vermi hanno acquisito un tratto di lunga vita, senza ereditare il codice

del DNA che lo ha innescato inizialmente? La soluzione è l'epigenetica.

Non tutto nel tuo DNA In poche parole, l'epigenetica è uno studio delle caratteristiche o fenotipi che non comportano cambiamenti nella sequenza del DNA; e i vermi tondi longevi sono solo uno dei tanti esempi. Alcuni, come possiamo vedere qui sotto, includono come le api regine e le operaie del miele possano apparire così diverse pur essendo geneticamente simili, come la malnutrizione nelle società umane possa influenzare il benessere e la sopravvivenza della generazione successiva, perché tutti i gatti tartarugati sono femmine, e come tutti noi cresciamo da una singola cellula (un uovo fecondato) per finire con corpi che comprendono diverse forme di api specializzate.

Un modo di guardare all'epigenetica è questo: mentre la biologia convenzionale spiega come le mutazioni del DNA nei nostri genomi vengono trasferite da una generazione all'altra, l'epigenetica definisce come i genomi vengono trasferiti. Pensate all'epigenetica come ai metadati, alla conoscenza che identifica e organizza i dettagli sottostanti per permettere un confronto del codice. Per esempio, se comprate un lettore MP3, esso conterrà una tonnellata di dettagli, come i file MP3. Pensateli come analoghi ai geni. Ma avrai sicuramente anche delle playlist, o potrai riprodurre canzoni per artista o genere. Questo contenuto, playlist, artista, genere e così via sono metadati.

Questo decide quali canzoni vengono eseguite e in quale

sequenza, e questo è ciò che l'epigenetica è con la genetica. Si tratta di una serie di meccanismi che hanno lo scopo di accendere o esprimere i geni, come direbbero i biologi molecolari.

E l'epigenetica riguarda il modo in cui i geni vengono elaborati e utilizzati, piuttosto che la struttura del DNA dei geni stessi, quindi come funziona? Negli ultimi decenni, diversi studiosi hanno fatto ricerche sull'epigenetica ed è effettivamente un campo di intensa intensità scientifica. Ci rendiamo conto che parte del modo in cui l'epigenetica opera è l'applicazione e l'estrazione di minuscoli tag chimici al DNA. Si può pensare a tali etichette come a post-it che mostrano diversi geni con dettagli sul fatto che possano essere accesi o spenti. Inoltre, il marcatore chimico in questione si chiama gruppo metile e viene utilizzato per alterare una delle quattro basi o simboli atomici, A, C, T e G, che compongono il codice genetico del nostro DNA.

La lettera che viene etichettata è la C o citosina, e quando viene modificata o metilata, viene etichettata come 5-metilcitosina. I gruppi metilici sono introdotti nel DNA da enzimi chiamati DNA metiltransferasi (DNMT).

Gli effetti epigenetici possono a volte accadere ai nipoti Più sorprendentemente, alcuni dati sembrano suggerire che i nipoti delle donne che erano incinte durante l'inverno della fame sperimentano alcuni di questi effetti. Questo indica chiaramente un processo epigenetico da quello che abbiamo già menzionato.

Inizia il lavoro con le famiglie olandesi Hunger Winter, e una nuova analisi guardando il gene IGF2 ha mostrato tassi più bassi di marcatore metile nel DNA di questo gene in individui soggetti a malnutrizione pre-natale. Mentre IGF2 potrebbe non essere di per sé correlato con un aumentato rischio di cattiva salute in tali persone, dimostra che gli effetti epigenetici (cioè la riduzione della quantità di tag metile su diversi geni) generato prima della nascita può continuare per diversi decenni. Ricerche sul bestiame hanno anche dimostrato che la dieta di una madre può avere un impatto sulla sua prole. Per esempio, nutrire le pecore con una dieta senza i tipi di cibo necessari per produrre gruppi metilici contribuisce a una prole con modelli di metilazione del DNA alterati e con tassi più alti del normale di alcuni problemi di salute.

Epigenetica e imprinting, perché i geni di mamma e papà non sono sempre equivalenti Tutti noi abbiamo 23 coppie di cromosomi nelle nostre cellule. Per ogni coppia, una proviene da una madre e una da un padre. Pertanto, ereditiamo una copia di ogni gene da ogni genitore, e di solito crediamo che il ruolo del gene non dipenda da quale genitore ha avuto origine. Tuttavia, le condizioni sono speciali con i geni imprinted. Per tali geni, solo la copia materna o paterna del gene è coinvolta, mentre l'altra versione rimane in silenzio. Ci sono almeno 80 geni imprinted negli esseri umani e nei topi, molti dei quali sono coinvolti nello sviluppo dell'embrione o della placenta. Come

può una copia di un gene essere spenta quando l'altra copia è accesa nella stessa cellula? La soluzione a questo è l'epigenetica.

Forse il gene imprinted più studiato è il gene IGF2 (vedi sopra).

Una porzione di IGF2 agisce come una svolta. A meno che il DNA non sia metilato, la proteina IGF2 può essere espressa qui.

La transizione è metilata solo nella variante di papà del gene, e solo questa variante viene rilasciata, mentre la copia materna è tranquilla. Si ritiene che la transizione sia impostata nei gameti (uova e sperma) in modo tale che, fin dall'inizio,