Double-crossing the Double Helix: Peso e Genes,

A epigenética envolve modificações de genes sem modificar a estrutura do gene

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A maioria dos pesquisadores acredita que há uma contribuição genética considerável na determinação de quem se tornará obeso – talvez até 70% ou mais em alguns estudos, se você tiver a má sorte de ter dois pais obesos. Os cientistas, porém, de uma perspectiva evolutiva, não acreditam que nossos genes tenham mudado significativamente em um período tão infinitamente menor de tempo. Então, por que a prevalência de sobrepeso e obesidade se tornou epidêmica ou mesmo pandemia global nos últimos trinta anos? É aí que a ciência da epigenética entra na nossa imagem.

A epigenética e o conceito de paisagem epigenética são os termos que foram usados ​​pela primeira vez pelo CH Waddington no início da década de 1940 (bem antes do campo da biologia molecular) para descrever todos os processos biológicos que podem ocorrer durante o desenvolvimento que interagem com os genes e resultam em como O organismo parece realmente (ou seja, seu fenótipo.) Choudhuri, em um artigo de 2011 sobre a história da epigenética na revista Toxicology Mechanisms and Methods , explica que, originalmente, os mecanismos epigenéticos eram quase vistos como "metafísicos e sem qualquer compreensão de seus fundamentos moleculares" e tornou-se uma "explicação padrão" quando a genética não conseguiu explicar um fenótipo particular.

Mais recentemente, a epigenética é definida como qualquer alteração persistente de longo prazo na função genética que na verdade não envolve nenhuma alteração em uma seqüência ou estrutura de genes. Essencialmente, no entanto, a epigenética, embora não altere a seqüência ou estrutura de um gene, envolve modificações a um gene que pode ser herdado de uma célula para outra ou mesmo de uma geração para outra. Essas modificações, por exemplo, podem levar ao silenciamento ou a ativação de genes e podem ser adaptativas ou não adaptáveis. Agora sabemos que podem incluir a adição ou subtração de grupos metilo (um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio) chamado "metilação", alterando as configurações das histonas (proteínas em torno das quais o DNA do material genético serpenteia no núcleo de uma célula) ou mesmo produzindo pequenas (chamado micro) de RNA. (O ARN é o ácido nucleico envolvido na síntese de proteínas e muitas reações biológicas, incluindo o controle de genes, mas ao contrário da configuração de dupla hélice de cadeia dupla, é de cadeia simples e tem componentes químicos diferentes.) As modificações epigenéticas podem ser reversíveis ou estáveis, bem como ocorrem aleatoriamente ("estocticamente") ou induzidas por mudanças no ambiente.

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Choudhuri descreve mecanismos epigenéticos como "uma mão editorial que edita e modifica a linguagem do DNA", mas acrescenta que ainda não entendemos o que "regula o regulador", ou seja, "como os sinais provocam mudanças epigenéticas".

Somos o produto do nosso DNA e do meio ambiente, tanto no útero quanto fora.

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Assim, apesar de terem sido bem sucedidos no mapeamento do genoma humano, temos tido menos sucesso na avaliação da contribuição de quaisquer exposições no ambiente interno e externo do corpo, sempre que essas exposições aparecem. O exposto (um termo usado pela primeira vez por Christopher Wild) é a "totalidade das exposições" recebidas da concepção ao longo da vida. Howard Slomko e seus colegas do Albert Einstein College of Medicine, em uma recente "minireview" de epigenética para a revista Endocrinology , observam que, embora o genoma de uma pessoa seja consertado na concepção, seu ambiente químico interno está mudando constantemente devido a mudanças em ambos ambientes internos e externos de uma pessoa. A exposição a produtos químicos, fumaça, drogas, radiações, dieta e mesmo inflamação, estresse, infecção, etc. podem ter um impacto no nosso DNA. Hoje, os mecanismos epigenéticos têm implicações abrangentes para pesquisa em envelhecimento, câncer e obesidade.

Esta paisagem epigenética, desde o desenvolvimento pré-natal e pós-natal inicial e durante a infância e a idade adulta, pode ter um impacto significativo e sustentado ao longo da vida. Na verdade, o patologista George Martin observou que a exposição a diferentes ambientes ao longo do tempo foi postulada para resultar em discordância epigenética ou, em vez disso, poeticamente, derrames epigenéticos , mesmo entre gêmeos monozigóticos (idênticos), que compartilham todos os seus genes, à medida que envelhecem e podem explique, por exemplo, por que um gêmeo desenvolve a Doença de Alzheimer em seus 60 e o outro não até os 80 anos.

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Todos estamos familiarizados com a importância de um ambiente uterino não tóxico para o desenvolvimento de um feto em crescimento. O teratógeno, a talidomida, por exemplo, levado há anos por mulheres grávidas inocentes, resultou em grandes malformações congênitas para o feto. Menos dramáticos, mas talvez não menos efeitos significativos, no entanto, possam resultar da dieta de uma mulher grávida e podem ser responsáveis, pelo menos em parte, por uma maior susceptibilidade à obesidade e diferenças na regulação da gordura e da glicose em sua prole muito mais tarde em vida. Um "ambiente obesogênico" metabólico no útero , por exemplo, pode expor o feto ao aumento dos níveis de glicose, bem como ao aumento dos níveis de hormônios insulina e leptina. Isso tem sido chamado de iniciação metabólica ou impressão metabólica, de modo que a exposição nutricional provoca pré-natal um tipo de memória endocrinológica com conseqüências de grande alcance. Ocorre uma interação gene-ambiental: não só você é o que você come, mas você pode ser o que sua mãe já comeu!

Expor o feto a certos alimentos pode predispor a obesidade mais tarde na vida!

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