Epigenetika se dobesedno nanaša na tisto, kar je nadgrajeno na genetiki. Epigenetski procesi pojasnjujejo, kako stalna izpostavljenost okoljskim dejavnikom oblikuje hitro prilagodljive odzive.
Ti procesi prilagajanja so ključni za preživetje vseh vrst, zlasti v vedno hitreje spreminjajočem se okolju. Če želite izvedeti posebnosti te znanstvene veje, nadaljujte z branjem.
Ni vsa genetska dediščina pridobljena z geni
Že v šoli se učimo, da lastnosti, kot sta barva oči in struktura las, urejajo geni, deli DNK, ki kodirajo beljakovine in so podedovani, vendar je to le del procesa.Resnica je, da geni, ki jih kodirajo dušikove baze, predstavljajo le 1,5 % celotne DNK.
Kaj se zgodi s tistimi ogromnimi preostalimi 98,5 %? No, ni povsem znano. Te nekodirane dele bi lahko obravnavali kot podobne globokemu spletu. Če naredimo analogijo, tam vsebovanih informacij ni mogoče dostopati s tradicionalnim brskalnikom.
Epigenom je tudi podedovan
Do zdaj so znana zaporedja, ki ne kodirajo proteinov, so pa tarča procesov genske regulacije. Tako je bilo opisano, da je te nekodirajoče sekvence mogoče "označiti" in da te oznake sestavljajo sistem, ki ureja izražanje genov. Temu se reče epigenom.
Epigenetika deluje prek kemičnih oznak ali oznak, ki, dodane kromosomom ali histonom, vklopijo ali izklopijo gene.
Nastali novi fenotip se med celično delitvijo prenese iz celice v njene hčerinske celice, podeduje pa se tudi od živega bitja njegovim potomcem. Te lastnosti se lahko ohranijo več generacij. Tukaj je nekaj primerov epigenetskih sprememb v živalskem kraljestvu.
Obrambni oklep vodne bolhe
Sladkovodne bolhe pripadajo rodu planktonskih rakov, imenovanem Daphnia. Ti malčki lahko zaznajo kemikalije, ki jih proizvajajo njihovi plenilci, ko so v bližini.
Tako ob zaznavi te grožnje zraste nekakšen obrambni zid. Natančneje, žival je podvržena spremembam v arhitekturi oklepa, kar poveča debelino in togost prokutikule.
Poleg tega ti nevretenčarji kažejo tudi bolj izpopolnjene spremembe, ki se prilagajajo strategiji lova vsakega plenilca. Na primer, D. pulex razvije "očeke" , ki preprečijo prijem ličink pritlikavega duha Chaoborus (Diptera).
Nasprotno, vrsta Dapnia longicephala v prisotnosti plenilca Notonecta glauca razvije grebene, ki ovirajo prodiranje plenilčevega gobca. Te preobrazbe vodne bolhe so posledica epigenetike.
Čeprav je super, je bolj osupljivo to, da se bodo tudi njihovi potomci rodili s takšnimi čeladami in pogosto se ta pojav nadaljuje tudi pri njihovih vnukih. Tako se obramba deduje med generacijami.
Epigenetika in prilagajanje podnebnim spremembam
Leta 2016 so kanadski znanstveniki dokazali, da se je populacija skatov (Leucoraja ocellata), ki živijo v južnem zalivu sv. Lovrenca, zaradi toplejših voda zmanjšala. Svojo telesno velikost so zmanjšali za 45 % v primerjavi z drugimi populacijami.
Znanstveniki so poročali, da so se te drsalke prilagodile temperaturam tople vode, ki je približno 10 °C višja od drugih mest v zalivu.To je pomembna prilagoditev, saj ko se ocean segreje, se vsebnost kisika zmanjša, kar večjim ribam oteži zadostno oksigenacijo.
Študija je odkrila 3653 sprememb v izražanju njihovih genov, ki so poleg spremembe telesne velikosti odražale tudi druge, povezane s fiziološkimi procesi. Razen odkritih epigenetskih variacij je bilo zaporedje njegovih genov enako zaporedju druge populacije atlantskih skatov.
Študij epigenetskih sprememb, ki jih povzročajo insekticidi
Izpostavljenost insekticidom močno pritiska na vrste žuželk, saj brez mehanizmov odpornosti ne bodo preživele. Uporaba insekticidov v programih za zatiranje vektorjev in škodljivcev je zaradi javnega zdravja in v industrijskem kmetijstvu neizogibna.
Dokazi kažejo, da imajo lahko epigenetski procesi poleg znanih mehanizmov odpornosti pomembno vlogo.Epigenetske spremembe v DNK kot odziv na izpostavljenost insekticidom bi lahko ustvarile občutljiv način delovanja za izboljšanje zgodnje prilagoditve. Zaradi tega je to področje intenzivnega znanstvenega raziskovanja.
