Epigenetyka dosłownie odnosi się do tego, co nakłada się na genetykę. Procesy epigenetyczne wyjaśniają, w jaki sposób ciągła ekspozycja na czynniki środowiskowe kształtuje szybkie reakcje adaptacyjne.
Te procesy adaptacyjne są kluczem do przetrwania wszystkich gatunków, zwłaszcza w środowisku, które zmienia się coraz szybciej. Jeśli chcesz poznać specyfikę tej gałęzi naukowej, czytaj dalej.
Nie całe dziedziczenie genetyczne uzyskuje się poprzez geny
Ze szkoły dowiadujemy się, że cechy takie jak kolor oczu i tekstura włosów wynikają z genów, części DNA, które kodują białka i są dziedziczone, ale to tylko część procesu. Prawda jest taka, że geny kodowane przez zasady azotowe stanowią tylko 1,5% całego DNA.
Co się dzieje z tymi ogromnymi pozostałymi 98,5%? Cóż, nie do końca wiadomo. Te niekodujące części można uznać za podobne do Głęboka sieć. Analogicznie, informacje tam zawarte nie są dostępne za pomocą tradycyjnej przeglądarki.
Epigenom jest również dziedziczony
Do tej pory znane są sekwencje, które nie kodują białek, ale są celem procesów regulacji genów. A) Tak, Opisano, że te niekodujące sekwencje mogą być „oznakowane” i? że te znaki tworzą system, który rządzi ekspresją genów. To właśnie nazwano epigenomem.
Epigenetyka działa poprzez chemiczne znaczniki lub znaczniki, które dodane do chromosomów lub histonów włączają lub wyłączają geny.
Powstały nowy fenotyp jest przekazywany z komórki do jej komórek potomnych podczas podziału komórkowego, ale jest również dziedziczony z żywej istoty na jej potomstwo. Cechy te można utrzymać przez kilka pokoleń. Następnie przyjrzymy się kilku przykładom zmian epigenetycznych w królestwie zwierząt.
Powłoka obronna pchły wodnej
Pchły słodkowodne należą do rodzaju skorupiaków planktonowych zwanego Rozwielitka. Te maluchy potrafią wykrywać substancje chemiczne wytwarzane przez ich drapieżniki, gdy są w pobliżu.
Tak więc, kiedy dostrzegają to zagrożenie, budują rodzaj muru obronnego. W szczególności zwierzę podlega zmianom w architekturze pancerza, co zwiększa grubość i sztywność narośli.
Dodatkowo te bezkręgowce również pokaż bardziej wyrafinowane zmiany, które dostosowują się do strategii polowania każdego drapieżnika. Na przykład, D. pulex rozwija „kły”, które przeciwdziałają chwytaniu larw krasnoludów duchów Chaoborus (muchówki).
Wręcz przeciwnie, w obecności drapieżnika Notonecta glauca, gatunki Dapnia longicephala rozwija grzbiety, które utrudniają penetrację pnia drapieżnika. Te przemiany pchły wodnej wynikają z epigenetyki.
Choć jest to imponujące, najbardziej uderzające jest to, że twoje potomstwo również będzie się urodzić w tych hełmach i często zjawisko to trwa nawet u jego wnuków. Tak więc obrona jest dziedziczona między pokoleniami.
Epigenetyka i adaptacja do zmian klimatu
W 2016 roku kanadyjscy naukowcy wykazali, że populacja skatefish (Leucoraja ocellata), które zamieszkują południową Zatokę Świętego Wawrzyńca, zmniejszyły się w odpowiedzi na cieplejsze wody. Zmniejszyli swój rozmiar ciała o 45% w porównaniu z innymi populacjami.
Naukowcy poinformowali, że te łyżwy przystosowały się do temperatur ciepłej wody, która prezentuje o 10°C więcej niż w innych miejscach w zatoce. Jest to ważna adaptacja, ponieważ gdy ocean się ociepla, zawartość tlenu spada, co utrudnia dotlenienie większych ryb.
Badanie wykryło 3653 zmiany w ekspresji ich genów odzwierciedlało to, oprócz zmiany wielkości ciała, inne związane z procesami fizjologicznymi. Z wyjątkiem wykrytych zmian epigenetycznych, sekwencja ich genów była identyczna z sekwencją innej populacji łyżew atlantyckich.
Badanie zmian epigenetycznych wywołanych przez insektycydy
Narażenie na insektycydy wywiera silną presję na gatunki owadów, ponieważ bez żadnych mechanizmów odpornościowych nie przetrwają. Stosowanie insektycydów w programach zwalczania wektorów i szkodników jest nieuniknione ze względów zdrowia publicznego oraz w rolnictwie przemysłowym.
Dowody wskazują, że oprócz znanych mechanizmów odporności, ważną rolę mogą odgrywać procesy epigenetyczne. Zmiany epigenetyczne w DNA w odpowiedzi na ekspozycję na środek owadobójczy mogą stworzyć czuły sposób działania, który wzmocni wczesną adaptację. Z tego powodu jest to pole intensywnych badań naukowych.
