Epigeneetika: erinevus redaktsioonide vahel

'''Epigeneetika''' on teadus, mis uurib muutusi organismides [[geeniekspressioon|geeniekspressiooni]] muutuste kaudu. Need geeniekspressiooni muutused ei ole seotud [[genoom|genoomi muutustega]].<ref name="CP5Zg" />

Epigeneetika mõiste on võrreldes oma esialgse tähendusega palju muutunud. Epigeneetika termini lõi 1942. aastal [[C. H. Waddington|Conrad Hal Waddington]], ühendades epigeneesi ja geneetika, sel ajal kirjeldas termin geenide mõju morfoloogiale. See termin defineeris rohkem arengubioloogiat kui praegust epigeneetikat. 1957. aastal kasutas [[T. H. Huxley]] epigeneetikat kui terminit, millega kirjeldada kudede ja organite diferentseerumist. [[G. D. Searle|Gideon Daiel Searle]] ja [[R. J. Berry]] kasutasid 1963. aastal seda terminit, et kirjeldada keskkonna mõju geenide avaldumisele. <ref name="jYoqp" />

1996. aastal defineerisid [[Arthur Riggs|Riggs]] ja [[Thomas N. Porter|Porter]] epigneetikat kui teadust, mis uurib [[mitoos|mitootiliselt]] ja [[meioos|meiootiliselt]] pärandatavadpärandatavaid muutusi geeni funktsionaalsuses, mis ei ole seletatavad muutustega DNA järjestuses.<ref name="KYISH" />

Translatsioonijärgsed [[histoon|histoonide]] muundamised mõjutavad histoonide aktiivsust. Näiteks konserveerunud [[lüsiin|lüsiini]] jääkide [[atsetüülimine]] ja [[metüleerimine]]. Üldiselt atsetüülimine märgib aktiivseid, [[Transkriptsioon (geneetika)|transkriptsiooniliselt]] pädevaid regioone, samas kui ala-atsüülitud histoonid on enamasti leitud transkriptsiooniliselt inaktiivsetes [[Eurkromatiin|eukromatiini]]- või [[heterokromatiin|heterokromatiininiregioonides]]. Histooni metüleerimine võib [[kromatiin|kromatiinis]] viidata nii aktiivseteaktiivsetele kui ka inaktiivseteinaktiivsetele regioonidele. Lüsiin 9 N lõpu metüleerimine [[histoon H3|histoonis H3]] (H3-K9) tähistab [[vaikne DNA|vaikset DNA-d]] (''silent DNA''). See marker on hajutatud üle heterokromatiini regioonide, nagu [[tsentromeer]]id ja [[telomeer]]id. Seda on leitud ka mitteaktiivsetes [[X-kromosoomideskromosoom]]ides ja vaigistatud [[promootor]]ites. Samas, kui lüsiin 4 histoonmetüleerimine histoonis H3 (H3–K4) metüleerimine viitab aktiivsusele ja on peamiselt leitud aktiivsete geenide promootorites. Kuna lüsiiniLüsiini metülatsioon võib olla nii [[monomeer|mono]]-, [[dimeer|di]]- kui ka trimeerne ning histoone võivad mõjutada teised translatsioonijärgsed muundamised, nagu fosforüleerimine. See võimaldab luua palju erinevaid kombinatsioone, mis omakorda paneb aluse [[histooni kood|histooni koodile]].<ref name="4ZiKE" />

Geenid on võimelised pärast enda aktiveerimist kontrollima oma aktiivsust. Näiteks [[Hnf4]] ja [[MyoD]] suurendavad mitmete maksa- ja lihasspetsiifiliste geenide transkriptsiooni ning lisaks suurendavad nad ka enda transkriptsiooni nende endi toodetud valkude kaudu. RNA signaliseerimine hõlmab eri mõjuga kromatiini modifitseerimiskomplekse ja DNA [[metüültransferaas]]i sidumist spetsiifilistesse lookustesse RNA abil, diferentseerumisel ja arengul.<ref name="gFHRO" />

[[MikroRNA]] (miRNA) on [[mittekodeeriv RNA]], mille suurus varieerub 17–25 [[Nukleotiidid|nukleotiidini]]. MiRNA reguleerib mitmeid bioloogilisebioloogilisi protsesse, nagu näiteks organismi areng, rakkude kiire kasvamine ja [[diferentseerumine]], signaalide edasikandmine, [[apoptoos]], [[metabolism]] ja eluiga. Praeguseks on avastatud inimeses 2024 erinevat miRNA-d. Eeldatakse, et umbes 30% inimese geenidest on reguleeritud miRNA-de kaudu.<ref name="KJcAa" />

[[sRNA|sRNA-d]] on väiksed (50–250 nukleotiidi) ning keeruka struktuuriga mittekodeerivad RNA fragmendid, mismida asuvadleidub ainult bakterites. Nad kontrollivad geeniekspressiooni, kaasa arvatud [[Virulentsus|virulentsusega]] seotud geene patogeenides, ja on vaadeldavad uute märklaudadena võitluses ravimite suhtes resistensete bakteritega. Praeguseks on teada umbes 400 sRNA toime rakule.<ref name="H9Y4v" />

[[Somaatiline rakk|Somaatiliste rakkude]] epigeneetilneepigeneetiline pärand on väga oluline hulkraksete [[eukarüoodid|eukarüootide]] arengus. Eelkõige toimub see DNA metülatsiooni ja kromatiini muutmise kaudu. Genoomi järjestus on stabiilne (mõne erandiga), aga rakud võivad areneda paljudeks tüüpideks, millel on eri funktsioonid ning mis reageerivad erinevalt keskkonnale ja rakusisestele signaalidele. Seega individuaalses arengus morfogeenid aktiveerivad või vaigistavad geene epigeneetiliselt päranduval moel, andes rakkudele "mälu". Imetajates on enamik rakke lõplikult diferentseerunud, ainsaks erandiks on [[Tüvirakk|tüvirakud]], mis säilitavad võime diferentseeruda erinevateks rakutüüpideks. Imetajates jätkavad mõned tüvirakud uute diferentseerunud rakkude tootmist kogu elu, nagu see toimub neurogeneesis, kuid imetajad ei ole võimelised reageerima mõne koe kaotusele, näiteks ei ole nad võimelised taastama jäsemeid, milleks mõni teine organism on suuteline. Erinevalt loomadest ei diferentseeru taimed lõplikult, säilitades [[totipotentsus|totipotentsuse]], mis annab neile võimaluse luua ühest rakust uus taim. Samas kasutavad taimed ka palju loomade omadega sarnaseid mehhanisme, nagu näiteks kromatiinide muundamine. On oletatud, et mõned taimerakud ei kasuta raku "mälu" diferentseerumiseks, vaid muudavad oma geeniekspressiooni mustrit, kasutades informatsiooni keskkonnast ja ümbritsevatest rakkudest.<ref name="Jvo25" />

Epigeneetika saab jagada ettemääratud ja tõenäosuslikuks epigeneesiks. Ettemääratud epigenees on ühesuunaline liikumine DNA struktuurist funktsionaalse valgu valmimiseni. Ettemääratud tähendab seda, et areng on ettekirjutatud ja etteennustatav. Tõenäosuslik epigenees on kahesuunaline protsess, kus struktuuri ja funktsionaalsuse arengut juhivad välised mõjutajad.<ref name="W6cm5" />

Epigeneetikal on meditsiinis mitmeid kasutusvõimalusi.<ref name="d9Iyz" />

Epigeneetikal on evolutsioonis oluline roll, kui epigeneetilised tunnused on pärandatavad. [[Weismanni barjäär]] on omane loomadele ning epigeneetiline pärilikkus on tavalisem taimedel ja mikroobidel. Eva Jablonka ja Marion Lamb on arvanud, et need mehhanismid võivad vajada uuendamist, et mahtuda [[Sünteetiline evolutsiooniteooria|sünteetilise evolutsiooniteooria]] raamidesse.<ref name="V1S0u" />

Epigeneetiline pärilikkus erineb traditsioonilisest pärilikkuse mõistest kahel viisil: mutatsioonid toimuvad kiiremini ning on tagasipööratavad. Epigeneetilised mehhanismid, nagu PSI+ süsteem, suurendavad liigi evolutsioonivõimet, sest võimaldavad keskkonnamuutustega kiirelt kohaneda.<ref name="VWfpc" />

[[Genoomivermimine]] on nähtus, mille puhul puhul geenidegeeni avaldumine sõltub sellest, kummalt vanemalt on see päritud. Inimestel on see seotud mitmete haigustega, näiteks Angelmani sündroomiga ja Praderi-Willi sündroomiga. <ref name="grwAU" /> Mõlemad neist tekivad kromosoomi 15q osalise kustutamise tagajärjel. Kindla sündroomi väljakujunemise otsustab aga see, kas mutatsioon pärineb emalt või isalt. <ref name="7uAJw" />