En biología , la epigenética es el estudio de los cambios fenotípicos hereditarios que no implican alteraciones en la secuencia del ADN . [1] El prefijo griego epi- ( ἐπι- "sobre, fuera de, alrededor") en epigenética implica características que están "sobre" o "además de" la base genética tradicional para la herencia. [2] La epigenética suele implicar cambios que afectan la actividad y la expresión de los genes , pero el término también se puede utilizar para describir cualquier cambio fenotípico hereditario. Tales efectos sobre las células y los rasgos fenotípicos fisiológicos pueden resultar de factores externos o ambientales , o ser parte del desarrollo normal.
El término también se refiere a los cambios en sí mismos: cambios funcionalmente relevantes en el genoma que no implican un cambio en la secuencia de nucleótidos . Ejemplos de mecanismos que producen tales cambios son la metilación del ADN y la modificación de histonas , cada uno de los cuales altera la forma en que se expresan los genes sin alterar la secuencia de ADN subyacente . La expresión génica se puede controlar mediante la acción de proteínas represoras que se unen a las regiones silenciadoras del ADN. Estos cambios epigenéticos pueden durar a través de divisiones celulares.durante la duración de la vida de la célula, y también puede durar varias generaciones, aunque no implican cambios en la secuencia de ADN subyacente del organismo; [3] en cambio, los factores no genéticos hacen que los genes del organismo se comporten (o "se expresen") de manera diferente. [4]
Un ejemplo de un cambio epigenético en la biología eucariótica es el proceso de diferenciación celular . Durante la morfogénesis , las células madre totipotentes se convierten en las diversas líneas celulares pluripotentes del embrión , que a su vez se convierten en células completamente diferenciadas. En otras palabras, a medida que un solo óvulo fertilizado , el cigoto , continúa dividiéndose , las células hijas resultantes se transforman en todos los diferentes tipos de células en un organismo, incluidas las neuronas , las células musculares , el epitelio , el endotelio de vasos sanguíneos , etc., al activar algunos genes mientras se inhibe la expresión de otros. [5]
El término epigenética en su uso contemporáneo surgió en la década de 1990, pero durante algunos años se ha utilizado con significados algo variables. [6] En una reunión de Cold Spring Harbor en 2008, se formuló una definición del concepto de rasgo epigenético como un "fenotipo establemente heredable resultante de cambios en un cromosoma sin alteraciones en la secuencia de ADN" , [7] aunque definiciones alternativas que incluyen no -Los rasgos hereditarios todavía se utilizan ampliamente. [8]
El término epigénesis tiene un significado genérico de "crecimiento extra" que se ha utilizado en inglés desde el siglo XVII. [9]
La hipótesis de cambios epigenéticos que afectan la expresión de los cromosomas fue propuesta por el biólogo ruso Nikolai Koltsov . [10] A partir del significado genérico, y el adjetivo epigenético asociado , el embriólogo británico CH Waddington acuñó el término epigenética en 1942 en relación con la epigénesis , en paralelo a la 'fenogenética' ( Phänogenetik ) de Valentin Haecker . [11] La epigénesis en el contexto de la biología de ese período se refería a la diferenciación de las células desde su estado totipotente inicial durante desarrollo embrionario . [12]