Zinātnē, kas ir epiģenēze?

Gēni ir informācijas daļas, ko šūna izmanto, lai kontrolētu nelielas šūnu izmaiņas. Šūnas izmanto daudzus gēnus visu laiku un dažus gēnus tikai nelielu daļu laika, to sauc par gēnu ekspresiju. Epiģenēze izmanto gēnu ekspresiju kā galveno virzītājspēku šūnu diferenciācijai vai šūnu izmaiņām. No pirmajām organisma šūnām dalīšanās izraisa šūnu diferenciāciju un gēnu ekspresiju, kas izraisa dažāda veida šūnu veidošanos.

Īpašas šūnas, ko sauc par cilmes šūnām, var pārveidoties par dažādiem šūnu tipiem atkarībā no vides, kurā šūna atrodas. Epiģenēzi sāk cilmes šūnas, kas nāk no apaugļotas olšūnas vai sporas. Šīs pirmās šūnu dalīšanās rada cilmes šūnas, kas izmantos epiģenēzi, lai pārveidotos par miljardiem specifisku šūnu tipu.

Epiģenēze nav vienkārši norāžu saraksts ģenētiskajai programmai, ar kuras palīdzību veidot organismu. Visa šūna spēlē lomu gēnu ekspresijā, izmantojot īpašas metodes. Metilēšana, pievienojot gēniem metāna molekulas, parasti tiek izmantota, lai nomāktu gēnu vai to izslēgtu. Videi ir arī galvenā loma gēnu ekspresijas noteikšanā, jo noteiktas pazīmes izpaužas tikai noteiktos apstākļos. Piemēram, treniņš ražo vairāk muskuļu šūnu, jo treniņu dzīvesveids ietekmē gēnu ekspresiju.

Senais filozofs Aristotelis bija pirmais, kas dokumentēja epiģenēzes procesu. Viņš attīstīja ideju, pētot augus un dzīvniekus, lai gan viņam nebija pieejami moderni instrumenti. Viņa laikā lielākā daļa cilvēku ticēja, ka Dievs visu radījis. Aristotelis cīnījās pret šo uzskatu un izstrādāja pārsteidzoši precīzu attīstības procesa modeli. Viņš skaidri saprata, ka noteikti vides faktori ietekmēs augšanas procesu.

Mūsdienu bioloģijai ir laba izpratne par to, kā organismi attīstās no ieņemšanas brīža. Gēnu ekspresijas process un tas, kā tas izraisa izmaiņas, ir dokumentēts un pētīts molekulārā līmenī. 1939. gadā Konrāds Vadingtons epigenēzi definēja kā ģenētiskās programmas izvēršanos, un tas ir novedis pie daudziem atklājumiem. Pārsteidzošākais ir tas, ka attīstīšanās process tagad ir saistīts ar daudziem vēža veidiem cilvēkiem.