EPIGENÉTICA: Somos mais que nossos genes!

Como nosso genoma integra sinais intrínsecos e ambientais sem que haja alteração da sequência de DNA? Você já parou para pensar qual o impacto de seus hábitos sobre sua vida? E se as experiências vividas pudessem ser transmitir aos filhos? Qual seria o impacto de tudo isso?

Hoje se sabe que as informações contidas em nosso genótipo não possuem controle exclusivo sobre nossa identidade. Sendo assim, a expressão dos genes contidos em nossas células é mediada por diversos fatores em que a informação não está contida apenas no alfabeto do DNA (ATGC).

Quem nunca teve curiosidade em saber o porquê gêmeos idênticos se comportam e se desenvolvem de maneira diferente, se a sequência de DNA é a mesma em ambos?  E como se originam os diferentes tecidos de nosso corpo, se o material genético contido no núcleo das células é o mesmo?

Com o surgimento da Epigenética, algumas das lacunas no nosso conhecimento científico passaram a ser preenchidas. Mas o que é epigenética, e por que é tão importante?

A epigenética é uma ciência que busca compreender como alterações na expressão de genes ocorrem sem alterações nas letras do alfabeto do DNA (ATCG).

Para facilitar, suponhamos que a sequência de DNA que possuímos em nossas células, seria como o texto de um manual de instruções que explica como fazer todos os diferentes órgãos e tecidos que formam nosso corpo, a epigenética seria como se alguém utilizasse um pacote de marcadores de texto e usasse diferentes cores para marcar as partes do texto de maneiras diferentes. Por exemplo, eu poderia usar o marcador de cor verde para marcar partes do texto que precisam ser lidas com mais cuidado e com o marcador de cor vermelha para marcar partes que não são tão importantes.

Também podemos imaginar que o DNA seria uma biblioteca e cada gene um livro de instruções, a epigenética agiria bloqueando alguns desses livros.

O interessante de tudo isso é que os mecanismos epigenéticos fornecem as células uma ferramenta adicional para ajustar como os genes controlam a maquinaria celular sem alterar a sequência de DNA, e leva a modificações que podem ser transmitidas às células filhas –  como se algumas partes destacadas do texto fossem transmitidas adiante. Assim, de uma certa forma, você não está apenas modulando o que você é, mas também suas futuras gerações. Apesar de serem transmitidas, essas marcas são revertidas com o passar das gerações – em plantas, por exemplo, foi comprovado que essas marcas são perdidas após quatro gerações.

Mas em relação aos diversos tipos de células diferentes que possuímos em nosso corpo, como a epigenética explica uma única célula originar diferentes células com funções tão distintas? Nós sabemos que após a fecundação, ocorre a fusão do óvulo e do espermatozoide e durante essa fase o óvulo contribui com o núcleo, o citoplasma e todas as suas organelas, enquanto que o espermatozoide contribui apenas com o núcleo. Após a fusão dos núcleos do óvulo e do espermatozoide, a célula resultante (zigoto) passa a se dividir exponencialmente, dando origem ao embrião, que se desenvolverá e chegará a ter cerca de 10 trilhões de células distribuídas em mais de 200 tecidos. Mas mesmo assim, como o zigoto, uma única célula após se multiplicar origina todas os diferentes tipos de células que temos em nosso corpo? E o que a epigenética tem a ver com isso?

Segundo a epigenética apesar de as células possuírem a mesma informação (mesma sequência de DNA, constituição de genes, etc), algumas dessas informações são utilizadas e outras não. É como se nas células os marcadores com a cor vermelha e verde fossem utilizados de maneira diferente. Ao se utilizar a cor vermelha, a informação transmitida as células seria “vocês não precisam saber sobre esta página” e no caso da cor verde “isso é extremamente importante”. Uma célula do coração apesar de possuir a mesma sequência de DNA que uma célula do fígado, possui “padrões de destaque” diferentes das demais células de outros tecidos. Assim, uma célula do coração não precisa seguir as mesmas partes do manual de instruções de uma célula hepática ou cerebral.

Algo muito interessante sobre a epigenética, é que essas marcas são flexíveis e podem mudar ou surgir durante nossa vida em resposta a influências externas. Muitos traumas como sofrer abuso infantil, stress e passar fome ou ainda fatores externos como metais pesados, pesticidas, fumo de tabaco, radioatividade, bactérias e a alimentação podem influenciar em nosso desenvolvimento, pois, alteram as marcas em nosso DNA, resultando na alteração da expressão dos nossos genes e as vezes resultando em doenças. Isso também explica porque gêmeos idênticos, apesar de possuírem a mesma sequência de DNA são diferentes.  A diferente exposição e o contato com o ambiente resulta em diferentes marcas epigenéticas, que podem ser diferentes em cada um dos irmãos, resultando nas diferenças que observamos em cada um deles.

Um exemplo das alterações fenotípicas ocasionadas por alterações epigenéticas é a que ocorre quando ratas prenhes foram submetidas a uma dieta normal e outra suplementada com genisteína, vitamina B12, ácido fólico, colina e betaína. Os filhotes de ratas que receberam a suplementação apresentaram uma pigmentação de pelo que variou do amarelo ao marrom e alterações no peso também foram observadas. Assim, foi comprovado o efeito da dieta de uma mãe durante a gravidez sobre o fenótipo adulto de sua prole e essas modificações foram diretamente ligado às mudanças epigenéticas na expressão de genes.

Figura 1. Regulação epigenética em ratos. A suplementação da dieta materna com genisteína e outros compostos induziu alterações nas marcas do DNA que se refletiram na alteração da cor da pelagem da prole. Os ratos que são predominantemente amarelos são também claramente mais obesos do que os ratos com maior coloração marrom.

Claro que só a epigenética não é responsável por todas as repostas que ainda não temos, mesmo com os mecanismos genéticos e epigenéticos já conhecidos, existem outros mecanismos desconhecidos que também podem estar envolvidos. Entretanto, algo que não devemos negar é que a influência dos hábitos de nossos pais e antepassados juntamente com nossos hábitos atuais são os verdadeiros responsáveis por nossa identidade atual e qualquer influência ambiental capaz de alterar nossa composição genética pode influenciar nas gerações futuras.

 

 

Referências:

Weinhold, B. Epigenetics: the science of change. Environ Health Perspect, 114(3): A160-A167, 2006.

Jaenisch, R.; Bird, A. Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nature Genetics, 33: 245-54, 2003.

https://www.theguardian.com/science/occams-corner/2014/apr/25/epigenetics-beginners-guide-to-everything

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Sobre nicholasnvs

Bacharel em Biotecnologia pala UFGD e mestrado pelo Instituto Agronômico - IAC. Atualmente doutorando em Genética e Biologia Molecular na UNICAMP.

5 respostas para EPIGENÉTICA: Somos mais que nossos genes!

  1. eriquinha diz:

    Prego tradurre in italiano: il concetto sarebbe che le modificazioni epigenetiche indotte dall’ ambiente nel DNA, nn vengono trasmesse ai discendenti?
    Link onde foi comentado: https://www.facebook.com/blogsunicamp

    • nicholasnvs diz:

      Cara Anna, No, alcune delle modificazioni genetiche indotte dall’ambiente sono trasmessi ai discendenti, però queste modificazioni sono reversibile. In piante se sa che dopo 4 generazioni queste informazioni sono perse.

  2. eriquinha diz:

    Raphael Igor Dos Santos Li o artigo, mas fiquei com uma dúvida. O que está se discutindo no artigo, não é exatamente o que chamamos de fenótipo, que é a expressão da genética mais influência do ambiente e das variações ao acaso?
    Curtir · Responder · 31 de março às 15:38 · Editado
    Erica Mariosa
    Erica Mariosa Raphael Igor Dos Santos obrigada por ler e discutir o assunto mas para que haja resposta do pesquisador responsável preciso que coloque sua dúvida diretamente no artigo na plataforma de blogs. O pesquisador não tem acesso aos comentários feitos no Facebook. Obrigada
    Curtir · Responder · 31 de março às 15:40
    Mauri Djepowerá Spezia
    Mauri Djepowerá Spezia Allysson Pinto e Maria Heloisa Mamede Frischenbruder temos em comum 6.5, sei que é baixo e até pode ser um falso positivo, mas gostaria de saber de seus antepassados, tenho minha árvore até 1750, e tbm fiz outra árvore que vai até 1500 por causa de um ramo que tenho dúvida em ser ou não de minha ancestral. Quem sabe possamos ter antepassados em comum.

    Link para discussão: Grupo Genealogia Genética Brasileira https://www.facebook.com/groups/213666909061511/permalink/278119429282925/

  3. Pingback:O Incrível Hulk - um olhar físico, químico e biológico (vol. 7, n. 2, 2017) - Ciência Nerd

  4. Ilustrativo, curto e direto. Ao que entendo, então:
    POR UM LADO há o DNA, espécie de material bruto, substrato molecular a rigor perfeitamente organizado que contém a série (finita) de possibilidades que resultam no sujeito x. POR OUTRO LADO, há uma “seleção”, uma “edição” ou “cura” desse material “bruto” sendo realizada de modo constante durante toda a vida do sujeito, de maneira que algumas possibilidades vêm a ser e outras não. A epigenética estuda esse “processo seletivo”, constatando que ele acontece em função de fatores externos (que vão da alimentação à cultura e) que agem sobre (do gr. epi-) o DNA executando sequências antes “adormecidas” e resultando com isso numa “expressão” genética diferente. Assim se faz possível explicar, por exemplo, que existam gêmeos que, possuíndo DNA idêntico, desenvolvam personalidades distintas. Essa “expresão” genética se transmite ao descendente, que por sua vez a herda do atepassado. Em poucas palavras: há uma notável plasticidade do DNA, a mutação acontece em vários níveis – há uma atualização/herança fenotípica mas há também um herança comportamental, cultural etc. sujeitas a esses critérios. Cfr. Freud herança arcaica.

    – A herença epigenética se extende, “nas plantas”, por aprox. 4 gerações. Poderia explicar isto?

    – Existe relação entre epigenética e a relativamente nova técnica psicoterapêutica da constelação familiar?

    Obrigada!

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