Öröklődés nem hétköznapi módon

A genetikusok a géneket kutatják, nem létezik azonban olyasmi, hogy "epigén", ami az epigenetikusok munkájának tárgya lehetne. Ennek ellenére az elmúlt egyetlen évben több mint 2500 tudományos közlemény és számtalan konferencia foglalkozott az úgynevezett epigenetikával, sőt egy új szaklap is indult a témában. A szakterület a modern biológia legérdekesebb aktuális kérdéseit érinti, a népszerűsítő sajtó pedig úgy tekint a területre, mint ami forradalmasítja a tudományt, megcáfolva az elképzelést, mely szerint génjeink egyértelműen meghatároznak bennünket. Mi is valójában az epigenetika?

Kérdés, hogy az átörökíthetőség mennyire fontos sajátossága az epigenetikai folyamatoknak. Az epigenetika harmadik jelentése magában foglalja a kromatinállomány biológiájának, valamint az RNS-interferenciának transzkripciós hatásait, illetve a kromoszómák és a sejtmag magasabb szintű struktúrájának változásait. A vonzó ebben a terminológiában, hogy ily módon bele lehet sűríteni néhány nagyon új, nagyon izgalmas kutatási irányzatot. Hátránya, hogy nehezen illeszthető bele a hagyományos, tankönyvekben szereplő terminológiába. Ennek egyik oka, hogy a kromatin változásainak jó része meglehetősen rövid életű. Így például az egyik hisztonfehérje (H2AFX) foszforilációs módosítása epigenetikus változásnak számítana az új, kibővített definíció alapján, de túl rövid életű ahhoz, hogy átörökíthető sajátság legyen. A génátírás alatti hisztonfehérje-módosítás szintén nehezen illeszthető be a képbe. Másfelől a DNS-metiláció befolyásolja a hisztonfehérjék metiláltsági és acetiláltsági állapotát, így közvetve befolyásolja az örökíthető sajátosságokat. Ugyanakkor a hisztonfehérjék állapotát sok más tényező is befolyásolja, aminek semmi köze a DNS-metilációhoz és az átörökíthetőséghez. Ily módon egy egyszerű hiszton-módosítás lehet epigenetikus vagy nem epigenetikus történés is, függően attól, hogy átöröklődik-e. Innentől viszont az osztályozás már túl bonyolult ahhoz, hogy a gyakorlatban is használható legyen.

A másolódás pontossága szintén kulcskérdés, ha az öröklődés alapján ítéljük meg a folyamatokat. A DNS-molekula másolódása a sejtosztódáskor hihetetlenül pontos. Nagyjából 10-100 milliárd bázispárra jut egy másolási hiba. A DNS-metiláció pontossága ezzel szemben nagyjából 96%-os, vagyis minden huszonötödik metilált bázispárra jut egy hiba. Ezzel a hibaszázalékkal dolgozva nagyon hamar eljuthatunk olyan sejtpopulációkig, ahol a metiláltsági mintázat igen változatos lesz. Felmerül tehát a kérdés, hogy mi az a másolási pontosság, amit meg kell követeljünk, ha epigenetikus hatásról akarunk beszélni. Talán az agysejtek jelentik a legszebb példáját a nem-átöröklődő epigenetikus változásoknak. Ezek ugyanis metiláltsági állapotukban igen különbözőek lehetnek, viszont a legritkább esetben osztódnak, így a közöttük meglévő különbségeket sosem adják tovább.

Figyelembe véve, hogy van már néhány definíciónk az epigenetikára, azt gondolhatnánk, hogy semmi szükségünk egy újabbra. Ennek ellenére szükség lehet egy olyan megközelítésre, mely alapján az epigenetika használható fogalom marad a mai értelemben, ugyanakkor nem követeli meg a precíz átörökíthetőséget. Ilyen "egyesített" definíció lehet a következő: epigenetikai esemény az, amikor egy kromoszóma-régió struktúrálisan megváltozik, hogy regisztráljon, jelezzen, vagy megörökítsen bizonyos génaktivitásbeli változásokat.