XVIII./1. fejezet: Sz epigenetika fogalma

Az epigenetika szó a ’felett' jelentésű ógörög epi prefixum és a genetika szavak összetételéből származik és Conrad Waddington nevéhez fűződik. Waddington definíciója szerint, az epigenetika magában foglalja mindazon eseményeket, amelyek az egyedfejlődés során a genetikai program megnyilvánulásához vezetnek. Waddington vezette be az epigenetikai tájkép fogalmát is (1. ábra), mely a biológia fejlődés leírására szolgáló metafora. Waddington azt állította, hogy a fejlődés során a sejtek sorsa úgy dől el, mint egy hegycsúcsról legurított márványgolyó sorsa, az elágazások mentén egy visszafordíthatatlan döntés születik, mely során elválik, hogy a sejt a későbbiekben, milyen funkciót fog ellátni. Ma már tudjuk, hogy ez a kép sokkal árnyaltabb, a döntések nem véletlenszerűek és az egyes kimenetelek nem csak visszafordíthatóak, de átjárhatóak is.

1. ábra: Az epigenetikai tájkép

Waddington epigenetika fogalma 1942-ben, még a molekuláris genetika kialakulása előtt keletkezett. Tartalma és jelentése azóta sokat változott, elsősorban annak köszönhetően, hogy megismertük az örökítő anyagot, a DNS-t és annak szerkezetét. Az öröklődés molekuláris hátterének, valamint a sejtdifferenciációhoz szükséges génexpresszió szintű változások megismerésével az epigenetika új definíciót kapott. Az epigenetika a genetikai öröklődésen túli folyamatokat vizsgálja. Az epigenetikai szabályozás olyan környezeti hatások összessége, amelyek a DNS nukleotidsorrendjét nem változtatják meg, viszont egyéb reverzibilis, kovalens, a génműködésre ható változásokat idéznek elő. Ezek a változások sejtspecifikusan fejeződnek ki és a transzkripció aktivitására hatnak a génkifejeződés gátlásán vagy aktiválásán keresztül. Ez a mechanizmus lehetővé teszi, hogy egy szervezetben differenciált sejtek jöjjenek létre és azok csak azokat a géneket expresszálják, melyek a működésükhöz szükségesek. Az így létrejövő változások a sejtosztódás során is megmaradnak és képesek átadódni az utódsejtbe vagy a csíravonal esetében az utódba. Ez utóbbi folyamatot nevezzük transzgenerációs epigenetikai öröklésnek. Fontos hangsúlyozni azt is, hogy az epigenetikai változás reverzibilis, ellentétben a DNS mutáció során létrejövő sokféle genetikai változással, amely minden esetben (leszámítva a DNS hibajavító mechanizmusait) állandó és visszafordíthatatlanul módosítja a genetika kódot.