L'information génétique d'un organisme est codée dans l'ADN des chromosomes de l'organisme, mais il y a d'autres influences à l'œuvre. Les séquences d'ADN constituant un gène peuvent ne pas être actives ou bloquées. Les caractéristiques d'un organisme sont déterminées par ses gènes, mais le fait que les gènes créent réellement la caractéristique codée est appelé expression génique.
De nombreux facteurs peuvent influencer l'expression des gènes, déterminant si le gène produit ses caractéristiques du tout ou parfois seulement faiblement . Lorsque l'expression des gènes est influencée par des hormones ou des enzymes, le processus est appelé régulation des gènes.
L'épigénétique étudie la biologie moléculaire de la régulation des gènes et les autres influences épigénétiques L'épigénétique est le processus par lequel les instructions génétiques contenues dans l'ADN des organismes sont influencé par des facteurs non génétiques Un gène s'exprime en se faisant une copie de lui-même et en l'envoyant dans la cellule pour produire la protéine codée dans ses séquences d'ADN. La protéine, seule ou en combinaison avec d'autres protéines, produit une caractéristique spécifique de l'organisme. Si le gène est empêché de produire la protéine, la caractéristique de l'organisme n'apparaîtra pas. L'épigénétique examine comment le gène peut être empêché de produire sa protéine, et comment il peut être réactivé s'il est bloqué. Parmi les nombreux mécanismes épigénétiques L'épigénétique étudie comment les gènes sont exprimés, ce qui influence leur expression et les mécanismes qui contrôlent les gènes. Il examine la couche d'influence au-dessus de la couche génétique et comment cette couche détermine les changements épigénétiques Bien que toutes les cellules d'un organisme ont le même génome, les cellules assument des fonctions différentes selon la façon dont elles régulent leurs gènes. Au niveau de l'organisme, les organismes peuvent avoir le même code génétique mais avoir une apparence et un comportement différents. Dans le cas des humains par exemple, des jumeaux identiques ont le même génome humain mais auront une apparence et un comportement légèrement différents, en fonction des altérations épigénétiques. Ces effets épigénétiques peuvent varier en fonction de nombreux facteurs externes, notamment: Chacun de ces facteurs peut être un facteur épigénétique qui favorise ou perturbe l'expression des gènes dans les cellules. Un tel contrôle épigénétique Dans chaque cas, l'expression globale des gènes est modifiée. Les facteurs internes et externes sont soit nécessaires à l'expression des gènes, soit ils peuvent bloquer l'une des étapes. Si un facteur requis tel qu'une enzyme nécessaire à la production de protéines est absent, la protéine ne peut pas être produite. Si un facteur de blocage est présent, le stade d'expression génique correspondant ne peut pas fonctionner et l'expression de le gène concerné est bloqué. L'épigénétique signifie qu'un caractère qui est codé dans les séquences d'ADN d'un gène peut ne pas apparaître dans l'organisme. Le génome est codé en molécules longues et minces de séquences d'ADN qui ont à enrouler étroitement dans une structure chromatinienne compliquée pour s'insérer dans de minuscules noyaux cellulaires. Pour exprimer un gène, l'ADN est copié via un mécanisme de transcription Les molécules d'ADN sont enroulées autour de protéines spéciales appelées histones. Les histones peuvent être modifiées de sorte que l'ADN est enroulé plus ou moins étroitement. De telles modifications d'histones En plus de limiter l'accès aux gènes, les protéines des histones peuvent être modifiées pour se lier plus ou moins étroitement à la Les molécules d'ADN s'enroulaient autour d'elles dans la structure de la chromatine. De telles modifications d'histones affectent le mécanisme de transcription dont la fonction est de faire une copie d'ARN des gènes à exprimer. Les modifications d'histones qui affectent ainsi l'expression des gènes sont les suivantes: Lorsque les histones sont remplacées par augmenter la liaison, le code génétique d'un gène spécifique ne peut pas être transcrit et le gène n'est pas exprimé. Lorsque la liaison est réduite, plus de copies génétiques peuvent être faites, ou elles peuvent être faites plus facilement. Le gène spécifique est ensuite exprimé de plus en plus de sa protéine codée est produite. Après la copie des séquences d'ADN d'un gène dans une séquence d'ARN La chaîne d'opérations est la suivante: Les deux fonctions clés d'une molécule d'ARN sont la transcription et la traduction. En plus de l'ARN utilisé pour copier et transférer les séquences d'ADN, les cellules peuvent produire un ARN interférent Leur fonction est d'interférer avec la transcription et la traduction, réduisant l'expression des gènes. De cette façon, l'iRNA a un effet épigénétique. Pendant la méthylation de l'ADN, des enzymes appelées ADN méthyltransférases Lorsque les cellules se divisent, les séquences d'ADN du génome de la cellule sont copiées dans un processus appelé réplication d'ADN De nombreux facteurs qui régulent l'expression des gènes sont perdus lorsque l'ADN est copié, mais de nombreux schémas de méthylation de l'ADN sont reproduits dans le copié Molécules d'ADN. Cela signifie que la régulation de l'expression des gènes causée par la méthylation de l'ADN peut être héritée Parce que la méthylation de l'ADN répond à des facteurs épigénétiques tels que l'environnement, l'alimentation, les produits chimiques , le stress, la pollution, les choix de vie et les radiations, les réactions épigénétiques de l'exposition à de tels facteurs peuvent être héritées par méthylation de l'ADN. Cela signifie qu'en plus des influences généalogiques, un individu est façonné par le comportement des parents et les facteurs environnementaux auxquels ils ont été exposés. Les cellules ont des gènes qui favorisent la division cellulaire ainsi que des gènes qui suppriment une croissance cellulaire rapide et incontrôlée comme dans les tumeurs. Les gènes qui provoquent la croissance des tumeurs sont appelés oncogènes Les cancers humains peuvent être causés par une expression accrue des oncogènes couplé avec l'expression bloquée des gènes suppresseurs de tumeurs. Si le schéma de méthylation de l'ADN correspondant à cette expression génétique est hérité, la progéniture peut avoir une sensibilité accrue au cancer. Dans le cas d'un cancer colorectal L'épigénétique peut également être utilisé pour aider à traiter les maladies génétiques L'épigénétique a une influence majeure sur la maladie, mais elle peut également affecter d'autres traits d'organismes tels que le comportement. Dans une étude menée en 1988 à l'Université McGill, Michael Meany a observé que les rats dont les mères prenaient soin d'eux en les léchant et en y prêtant attention devenaient des adultes calmes. Les rats dont les mères les ignoraient sont devenus des adultes anxieux. Une analyse des tissus cérébraux a montré que le comportement des mères entraînait des changements dans la méthylation des cellules cérébrales D'autres études ont examiné l'effet de la famine. Lorsque les mères étaient exposées à la famine pendant la grossesse, comme c'était le cas aux Pays-Bas en 1944 et 1945, leurs enfants avaient une incidence plus élevée d'obésité et de maladies coronariennes par rapport aux mères non exposées à la famine. Les risques plus élevés ont été attribués à une méthylation réduite de l'ADN d'un gène produisant un facteur de croissance analogue à l'insuline. Ces effets épigénétiques Les effets du comportement qui peuvent être transmis des parents aux enfants et par la suite peuvent inclure les éléments suivants: Ces effets sont le résultat de changements dans la méthylation de l'ADN transmis à la progéniture, mais si ces facteurs peuvent changer la méthylation de l'ADN chez les parents, les facteurs que les enfants éprouvent peuvent changer leur propre méthylation de l'ADN. Contrairement au code génétique, la méthylation de l'ADN chez les enfants peut être modifiée par le comportement et l'exposition environnementale plus tard. Lorsque la méthylation de l'ADN est affectée par le comportement, les marques de méthyle sur l'ADN où les groupes méthyle peuvent se fixer peuvent changer et influencer l'expression des gènes de cette façon. Bien que de nombreuses études portant sur l'expression des gènes datent d'il y a de nombreuses années, ce n'est que plus récemment que les résultats ont été liés à un volume croissant de recherche épigénétique
sur l'expression des gènes. Fondamentalement, toute influence qui modifie l'effet des séquences d'ADN sans changer le code ADN est un sujet pour l'épigénétique.
Epigénétique: définition et aperçu
. La principale méthode pour les processus épigénétiques est le contrôle de l'expression des gènes. Certains mécanismes de contrôle sont temporaires mais d'autres sont plus permanents et peuvent être hérités via l'hérédité épigénétique
.
qui peuvent influencer l'expression des gènes, on peut citer:
le gène.
.
.
.
la protéine avant qu'elle ne fonctionne.
à quoi ressemble un organisme et comment il se comporte.
Comment fonctionne la modification épigénétique
est une autre façon de réguler l'expression des gènes sans changer le code génétique sous-jacent.
Limitations épigénétiques de l'accès à l'ADN
. La partie d'une double hélice d'ADN qui contient le gène à exprimer est légèrement déroulée et une molécule d'ARN fait une copie des séquences d'ADN constituant le gène.
peuvent entraîner des molécules d'ADN tellement enroulées que le mécanisme de transcription, composé d'enzymes spéciales et les acides aminés, ne peuvent pas atteindre le gène à copier. Limiter l'accès à un gène par la modification des histones entraîne un contrôle épigénétique du gène.
Modifications épigénétiques supplémentaires des histones
L'ARN peut interférer avec l'expression des gènes
, la molécule d'ARN quitte le noyau. La protéine codée dans la séquence génétique peut être produite par de petites usines cellulaires appelées ribosomes.
ou iRNA
. Ce sont de courts brins de séquences d'ARN appelés ARN non codant
car ils n'ont aucune séquence qui code pour les gènes.
La méthylation de l'ADN est un facteur majeur dans l'expression des gènes
attachent des groupes méthyle aux molécules d'ADN. Pour activer un gène et démarrer le processus de transcription, une protéine doit se fixer à la molécule d'ADN près du début. Les groupes méthyle sont placés aux endroits où une protéine de transcription se fixerait normalement, bloquant ainsi la fonction de transcription.
. Le même processus est utilisé pour créer des spermatozoïdes et des ovules dans les organismes supérieurs.
même si les séquences d'ADN sous-jacentes restent inchangées.
Exemples épigénétiques: Maladies
et ceux qui empêchent les tumeurs sont appelés gènes suppresseurs de tumeurs
, un schéma de méthylation de l'ADN défectueux peut être transmis "on from parents to offspring.", 3, [[Selon une étude et un article de 1983 de A. Feinberg et B. Vogelstein, le schéma de méthylation de l'ADN des patients atteints de cancer colorectal a montré une méthylation et un blocage accrus des gènes suppresseurs de tumeurs avec une méthylation diminuée des oncogènes.
. Dans le syndrome du X fragile, il manque un gène du chromosome X qui produit une protéine régulatrice clé. L'absence de la protéine signifie que la protéine BRD4, qui inhibe le développement intellectuel, est produite en excès de manière incontrôlée. Des médicaments qui inhibent l'expression de BRD4 peuvent être utilisés pour traiter la maladie.
Exemples épigénétiques: Comportement
chez les bébés rats. Les différences de progéniture de rat étaient le résultat d'effets épigénétiques.
peuvent être hérités sur plusieurs générations.
. Cette recherche montre que le rôle de l'épigénétique peut avoir une influence aussi puissante sur les organismes que le code génétique sous-jacent.
