Epigenetika se zabývá dědičnými molekulárními vlastnostmi, jejichž základem není sekvence DNA. Předpona epi- (Řek: επί) naznačuje, že se místo toho uvažuje o úpravách „na“ DNA.
Rozlišuje se mezi podpolemi methylace a histonové modifikace (histony = Proteinů zabalené DNA, jejíž „oktamerová“ jednotka sestává ze dvou kopií proteinů H2A, H2B, H3 a H4).
Centrální methylací DNA u lidí je nukleová báze cytosinu v takzvaných CpG ostrovech DNA. Na uvedených ostrovech, guanine základy následují cytosinové báze („CpG dinukleotid“). 75% ostrovů CpG je methylováno.
Účinek methylací je zprostředkován vazbou methylu Proteinů. Ty způsobují uzavření konformace nukleosomu (nukleosom = jednotka DNA a histonový oktamer). V důsledku toho je methylovaná místa mnohem obtížněji přístupná transkripčními faktory (TPF; Proteinů které se váží na DNA a působí na transkripci).
V závislosti na umístění methylací mají účinek potlačující transkripci (transkripce = transkripce DNA na RNA) nebo transkripci zvyšující účinek. Methylace je katalyzována různými methyltransferázami DNA - demetylací demetylázami.
Methylace je považována za nejstarší evoluční funkci ve smyslu trvalého umlčení velké části transpozonů (DNA elementů, které mohou změnit své místo (místo), přičemž odstranění nebo nové přidání těchto elementů může vést k mutačním událostem potenciálně patologické povahy).
Pokud jsou tyto methylace umístěny v promotorových oblastech (část o DNA, která reguluje expresi a gen) je akumulace specifických TPF výrazně snížena. Transkripce segmentu DNA tedy není možná.
Methylace v zesilovacích sekvencích (nepřepisováno gen sekvence) zabraňují připojení transkripčně zvyšujících TPF. Methylace v neregulačních sekvencích snižují rychlost transkripce v důsledku nízké vazebné afinity DNA polymerázy k DNA.
Pouze methylace v sekvenci tlumiče (sekvence DNA v blízkosti genů, na které se mohou vázat tzv. Represory (blokují vazbu RNA polymerázy na promotor)) DNA mohou přispět ke zvýšení transkripční aktivity, protože zabraňují připojení transkripce - inhibiční faktory.
Modifikace histonů se vyznačují přidáním různých chemických skupin k postranním řetězcům aminokyseliny histonových proteinů. Nejběžnější z nich jsou acetylace a methylace. Acetylace ovlivňuje pouze aminokyselinu lysin a vede k neutralizaci pozitivně nabitého lysinu. The interakcí s negativně nabitým poklesem DNA, což vede k uvolnění, tj. snížení zhutnění, komplexu histon-DNA. Výsledkem je zvýšená dostupnost transkripčních faktorů.
Methylace histonu také ovlivňují stupeň zhutnění konformace nukleosomu. Zde však záleží na aminokyseliny nebo histonové proteiny, ať už dojde k otevření nebo zhutnění.
Další speciální funkcí je přítomnost histonového kódu. „Posloupnost“ různých modifikací histonů nakonec vede k náboru tzv chromatin modelovací faktory - v závislosti na typu tyto proteiny zvyšují nebo snižují stupeň kondenzace potvrzení nukleosomů.
Terapie (perspektiva): Protože optimální methylační vzorec buněk a buněčných typů je do značné míry neznámý, a lze tak učinit pouze malá prohlášení o nejideálnějším poměru bílkovin v buňce, ale také histonový kód je určen pouze fragmentárně, v současné době existují terapeutické modifikace neužitečný.
V budoucnu však může být upregulace a downregulace genů užitečná při léčbě onemocnění, jako jsou nádory, duševní poruchy a autoimunitní onemocnění, stejně jako při proti stárnutí sektor.
