¿Qué es la Epigenética?
La epigenética puede definirse de forma sencilla como el conjunto de marcas químicas que se incorporan al material genético y permiten su correcto funcionamiento. Estos cambios, que pueden afectar al DNA o a las histonas, son heredables y no implican la alteració de la secuencia de nucleótidos del DNA.
Las modificaciónes epigenéticas mas estudiadas son la metilacióndel DNA, la modificación de histonas (por acetylación, metilación ubiquitinción, fosforilación o sumoilaión) y la unión de microRNAs. Las modificaciones introducidas en el DNA o en las histonas dan lugar a cambios en la conformación de la cromatina (condensación/decondensación), permitiendo o no que el DNA sea accesible para la maquinaria transcripcional y por lo tanto regulando la expresión génica.
Mecanismos de regulación epigenética
Imagen: Flor M. Pérez-Campo
ACETILACIÓN DE HISTONAS
En la estructura básica del nucleosoma determinados aminoácidos en las colas de las histonas, que estarían cargados negativamente, mantienen una unión muy fuerte con el DNA, de carga negativa. Para alterar la estructura de la cromatina y hacer el DNA sensible a factores que modulan la trascripción o a la propia maquinaria transcripcional, las histona acetyltransferasas o HATs añaden un grupo Acetilo a dichos aminoácidos. La adición de este grupo Acetilo, neutraliza la carga positiva de estos aminoácidos rompiendo su interacción con el DNA, lo que da lugar a que la estructura de la cromatina ser relaje, haciendo el DNA accesible para la unión de diferentes factores de transcripción. La desacetilación de histonas produce un efecto contrario, dando lugar a una cromatina mas condensada que favorece el silenciamiento de la transcripción de los genes incluidos en esa región genómica.
MicroRNAs
Los microRNAs (miRNAs) son moléculas de RNA endógeno no codificante de pequeño tamaño (19-22 nucleótidos) y cadena sencilla. Estas moléculas tienen una gran importancia como reguladores post-transcripcionales, fundamentalmente inhibiendo la expresión génica.
Las primeras moléculas de miRNA se caracterizaron a principios de los años 90, sin embargo no fue hasta hace una década que se empezó a conocer su función.
Los miRNAs maduros se producen a partir de un precursor de mayor tamaño (denominados pri y pre-miRNA) codificado en el genoma. Los miRNA, una vez procesados forman un complejo con proteínas específicas denominado RISC y dirigen la actividad efectora de dichos complejos reconociendo sitios específicos de unión (secuencias complementarias) a nivel de las regiones 3´UTR (3´Untranslated regions) de los RNAs mensajeros. Esta unión miRNA-RNA mensajero, puede dar lugar a dos tipos de efectos: 1) la inhibición de la traducción, 2) la degradación del RNAmensajero por enzimas específicas. En ambos cosasos, esto tiene como resultado una disminución de la expresión del gen codificado en el mRNA diana.
(fuente: http://immunotrends.blogspot.com)
METILACIÓN DEL DNA.
La metilación del DNA a nivel de pares de nucleótidos CG es uno de los mecanismos de regulación génica mas comunes. Aunque la metilación del DNA se ha asociado con el proceso de silenciamiento génico, nuevos datos parecen indicar que esto no ocurre de forma estricta en ese sentido. La maquinaria implicada en este proceso comprende diferentes proteínas erugladoras (DNA metilasas y DNA Demetilasas).
Se ha comprobado que alteraciónes en la metilación del DNA están ligadas a la aparición de diferentes enfermedades humanas. El hecho de que este proceso tenga un caracter reversible hace de la metilación una diana ideal para crear estrategias terapeúticas que modifiquen el estado de metilación de determinados genes y por lo tanto su nivel de expresión.
Imagen: Flor M. Pérez-Campo
