Preludium till epigenetiken

På sista tiden har det skrivits en och annan mer eller mindre bra förklaring av epigenetik. Jag ska försöka göra en till. Epigenetik är nämligen för tillfället på modet och det dräller av epigenetiska resultat.

Det bästa sättet att se var det kan finnas utrymme epigenetiska fenomen kan vara att jämföra cellertyperna i kroppen hos flercelliga organismer som vi själva. Med några lysande undantag — vissa gener i immunförsvaret går igenom slumpvisa omflyttningar under immunförsvarets utveckling; könscellerna har bara en kopia av genomet; och då och då inträffar det ju mutationer — har alla cellerna samma DNA. Ändå är de såklart väldigt olika.

Framför allt tillverkar de olika proteiner. Proteinerna är cellernas verktyg för att få något att hända; och proteinerna kodas av gener. Att en gen uttrycks innebär att den skrivs av från DNA till RNA och sedan (oftast; om inte cellen av någon anledning gör sig av med RNA-kopian innan den hinner användas) att proteinet kommer tillverkas.

Det är en komplicerad blandning av olika faktorer som får en cell att uttrycka en viss kombination av gener. (Hur individen utvecklas under sin livstid är en hel vetenskap i sig som kallas utvecklingsbiologi — observera skillnaden mot evolutionsbiologi, som handlar om hur populationer förändras över generationerna.) Olika kemiska signaler som utsöndras i embryot styr den i rätt riktning, och kontakten med närliggande celler spelar också roll.

Allt börjar med det befruktade ägget (zygoten) som delar sig till alla celler i organismen (och i däggdjurens fall en del celler utanför själva organismen — de bildar placentan). Efter all uppmärksamhet stamceller har fått tror jag det här är bekant för de flesta: De första generationerna av celler är förmögna att bilda vilken celltyp som helst, de är så kallat pluripotenta. Efter ett antal delningar tappar cellerna den förmågan. Nästan oavsett vilken miljö de sätts i så finns det någonting inom dem som bestämmer vad de ska göra och inte göra — från insidan.

Här kommer epigenetiken in. Ett epigenetiskt fenomen är någon sorts minne som finns i cellen och som överförs till dottercellerna vid celldelning. De epigenetiska mekanismerna är alltså en delmängd av systemen som reglerar genuttryck.

Alltså, den vanligaste definitionen är nog att epigenetik är något i stil med studiet av ärftliga skillnader i genuttryck som inte kan förklaras av skillnader i DNA-sekvens. Den är inte helt problemfri, för det är inte riktigt klart till vilken grad alla fenomen som brukar kallas epigenetik faktiskt går i arv till dottercellen.

Det typiska epigenetiska fenomenet är DNA-metylering. Låt oss för tillfället hålla oss till djur. (Växter använder DNA-metylering på ett snarlikt sätt. Bakterier gör något helt annat.) DNA består av baserna som förkortas A, T, G och C. C:et, cytosin, finns i två varianter: cytosin och 5-metyl-cytosin. 5-metylcytosin har, som namnet antyder, en extra metylgrupp. Om vi så vill, så kan det betraktas som en femte bas.

På ställen där ett C följs av ett G, en så kallad CpG-dinukleotid (p:et står bara för bindningen mellan baserna) tenderar C:et att vara 5-metylcytosin. Åtminstone i större delen av genomet. Just i närheten av gener finns det ibland stora samlingar ometylerade CpG-dinukleotider som kallas CpG-öar. Metylering av CpG-dinukleotider i  framför allt CpG-öar nära gener, men också olika reglerande DNA-sekvenser, har kopplats till reglering av uttryck. Metylering betyder oftast att genen stängs av — till exempel är den avstängda kopian av en präglad gen ofta metylerad på någon kritisk sekvens. Men sambandet är inte alls helt utrett.

Hur som helst är DNA-metylering en av många mekanismer som reglerar vilka gener en cell uttrycker. Och epigenetik är alltså till hjälp att förstå hur celler differentieras och hur organismen utvecklas. Men det finns mer; häng kvar.

4 thoughts on “Preludium till epigenetiken

  1. Pingback: Varför det inte går att fixa barn från två hanar utan att föda upp en chimärhona « There is grandeur in this view of life

  2. Pingback: Sökmotorfrågor: Hur påverkas den genetiska variationen av överkorsningar mellan kromosomer? « There is grandeur in this view of life

  3. Pingback: Epigenetik: gul päls och en svansknyck, de bästa exemplen på epigenetiskt arv « There is grandeur in this view of life

  4. Pingback: Endometrios och dna-metylering | There is grandeur in this view of life

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s