Epigenética: un concepto revolucionario para la genética

   Hola a todos los lectores, estoy de vuelta con otra entrada tras un descanso un poco largo. Ya la votación de la encuesta mensual se cerró y el tema ganador es la ingeniería genética con seis votos, muy pronto les traeré varios temas relacionados con esta interesante rama. Los invito a participar en en la nueva encuesta sobre las aplicaciones de la biología y darme su opinión. Y sin más preámbulo, mi artículo sobre un nuevo tema relacionado con la genética, la epigenética.

   Desde un principio hemos aprendido que las características del fenotipo y del genotipo de todos los individuos son la expresión de la información presente en los genes pero ahora, con los avances investigativos recientes hemos aprendido que no tan sólo el genotipo determina el fenotipo sino que también existe la influencia de otros factores los cuales regulan la expresión de los genes y por ende implican cambios en el fenotipo, el estudio de estos factores y su origen es llamado epigenética. La palabra epigenética significa "además de los cambios en la secuencia genética" y se puede definir formalmente como el estudio de todos aquellos procesos y factores que alteran la expresión y actividad del genoma sin hacer cambios en la secuencia de ADN. Los procesos epigenéticos se encuentran involucrados a nivel celular y participan en muchos procesos normales de las célula ya que estos se encargan de activar (expresar) o desactivar (inhibir) genes lo cual conlleva a un cambio drástico en la célula y su función, estas modificaciones son de naturaleza selectiva y reversible. Para entender el funcionamiento de estas modificaciones podemos definir algunos procesos epigéneticos comunes, como lo son:

• Metilación del ADN: La metilación del ADN es un proceso por el cual un grupo metil
  (CH₃) es añadido o removido de la cadena del ADN y ocurre cuando una citosina y una guanina se encuentran unidas por un fosfato el cual es conocido como CpG (Cytosine-phosphate-Guanine) y es metilizado por tipo de enzimas llamadas ADN metiltransferasas (DNMTs). Este proceso hace que la estructura del ADN cambie lo cual afecta la interacción de los genes con la célula y el proceso de transcripción. La metilación del ADN ha sido investigada desde hace varios años ya que se le ha relacionado con varias enfermedades como el cáncer.
• Modificación de histonas: Las histonas son un tipo de proteínas que forman parte la composición de las cromatinas, las cuales son macromoléculas de ADN, ARN y proteínas y forman los cromosomas. Las histonas pueden ser modificadas por grupos acetil (acetilación) y metilación y puede afectar la forma en la cual se encuentra organizada la cromatina lo cual puede influenciar la transcripción del ADN cromosomal e incluso puede causar que la transferencia del ADN cromosomal no ocurra en caso de que la cromatina esté altamente condensada (heterocromatina). La modificación de las histonas es responsable del cromosoma X desactivado presente en las mujeres.
• Sellado genético: El sellado genético es un proceso en el cual dos alelos de un par genético son silenciados (desactivados) por procesos de metilación o acetilación. 
• Silenciación por asociación al ARN: El ARN puede desactivar genes cuando se encuentra en forma de transcripción antisentido o ARN no codificante ya que puede causar la formación de heterocromatina, causar la modificación de histonas o procesos de metilación.

   Además de todos estos procesos, existen otros factores los cuales pueden inducir cambios epigéneticos. Investigaciones recientes han descubierto que los factores ambientales pueden influenciar repuestas por parte del material genético. Por ejemplo se ha comprobado que algunas plantas bianuales disparan la producción de cromatina durante el invierno para desactivar la expresión de los genes responsables del florecimiento y se reactivan tras la subida de la temperatura y la llegada de la primavera. Además de los cambios ambientales también se han relacionado los cambios epigenéticos con otros factores como la alimentación y algunos comportamientos, más esta relación no ha sido completamente comprobada. Durante varios años se creyó que las modificaciones de naturaleza epigenética eran borradas por el proceso de gametogénesis durante la fertilización pero investigaciones recientes han señalado que estos pueden perdurar por varias generaciones. 

   Los cambios epigenéticos son requeridos para un desarollo normal más la silenciación o activación anormal de genes han sido asociados con enfermedades como el cáncer y síndrome de X frágil por lo cual se ha empezado a investigar al respecto ya que los cambios epigenéticos, al contrario de las mutaciones del ADN, son de naturaleza reversible por lo cual se busca contrarrestar estos cambios anormales con el empleo de procesos epigenéticos como la metilación o la acetilación de histonas. 

Lista de algunas enfermedades asociadas a cambios epigenéticos anormales. Imagen: Nature

  La terapia epigenética se considera muy delicada ya que sólo debe contrarrestar de manera selectiva a aquellas células anormales porque si no puede causar activación y desactivación en células sanas lo cual puede empeorar la enfermedad o producir otra. Aún así, los científicos siguen intentando desarrollar terapias que ataquen selectivamente a las células anormales y que causen un dano mínimo a las células normales y que logre que la terapia epigenética sea una viable y capaz de curar o disminuir los síntomas de las enfermedades.

  Espero que les haya gustado el artículo y espero que voten en la nueva encuesta. La epigenética es un tema algo nuevo y por ello se siente abstracto, si desean ampliar la información les recomiendo visitar Epigenome Europe donde podrán encontrar un poco más de información. Por último les invito a ver este video del canal SciShow donde explican la relación entre la epigénetica, los factores externos y la herencia.