Conceito de Epigenética
Em
meados do século XX, alguns biólogos perceberam que a genética e a
biologia evolutiva estavam relacionadas e que deviam, eventualmente,
unir-se numa disciplina comum, a epigenética. Atualmente, a Epigenética,
é definida como as alterações
genéticas
que ocorrem na célula e são transmitidas às células filhas, sem qualquer
modificação da sequência de DNA. As mudanças epigenéticas são cruciais
para o desenvolvimento e diferenciação dos vários tipos de células num
organismo, bem como para processos celulares normais, como a inativação
do cromossoma X em mamíferos do sexo feminino. Os estados epigenéticos
podem ser introduzidos por influência ambiental ou durante o processo de
envelhecimento, e a importância das alterações epigenéticas no
desenvolvimento de cancro e outras doenças é cada vez mais estudado.
Principais causas de alterações epigenéticas:
O desenvolvimento nas primeiras semanas de vida é um período crucial
para o
estabelecimento
e manutenção de marcas epigenéticas. O risco de desenvolvimento de
determinadas doenças na idade adulta está altamente associado a
condições ambientais adversas durante o desenvolvimento embrionário.
Estudos recentes demonstram que uma dieta baseada em alimentos com alto
teor de grupos metil pode afetar a metilação do DNA e, consequentemente,
a expressão de genes, dando origem a alterações epigenéticas. Restrições
alimentares durante a gestação, stress ambiental, exposição a
pesticidas, toxinas e outros compostos sintéticos podem também induzir
este tipo de alterações e dar fruto a graves doenças na idade adulta,
nomeadamente o cancro. Indivíduos com obesidade, diabetes tipo 2,
doenças cardiovasculares sofreram uma programação epigenética anormal,
durante o desenvolvimento fetal, como consequência de uma nutrição
inadequada e distúrbios metabólicos.
Controlo de alterações epigenéticas:
A ingestão de ácido fólico e/ou de metionina regulam a metilação de DNA
e ajudam na prevenção de
alterações
epigenéticas.
Diferenças fenotípicas em organismos geneticamente idênticos: perspetiva
epigenética
Os
gémeos homozigóticos partilham um genótipo comum. Contudo, muitos tipos
de diferenças fenotípicas podem ser observadas, como as diferenças na
suscetibilidade a doenças. Apesar de haver uma grande quantidade de
explicações possíveis para este
facto, a existência de diferenças epigenéticas é a mais
relevante. Uma observação dos padrões de metilação do DNA e acetilação
de histonas em cromossomas de gémeos homozigóticos revela que embora os
gémeos sejam epigeneticamente indistinguíveis durante os primeiros anos
de vida, em idade adulta exibem grandes diferenças nos padrões acima
referidos, o que conduz a diferenças na expressão de genes e,
consequentemente, diferenças no fenótipo. A epigenética permite, assim,
explicar o porquê de indivíduos com o mesmo genótipo manifestarem
diferentes afinidades para o desenvolvimento de determinadas doenças.
Reversibilidade epigenética:
Existem algumas caraterísticas que distinguem a epigenética dos
mecanismos da genética convencional, e um deles
é
a reversibilidade. Modificações genéticas, mutações, contrastam com
modificações epigenéticas; não há forma de reverter mutações, pois são
estáveis. Pelo contrário, uma mutação epigenética é algo suscetível de
uma certa modulação, são reversíveis. Entende-se por reversibilidade
epigenética, a capacidade de enzimas ou de agentes desmetilantes
(fármacos), alterarem o estado de metilação das proteínas associadas ao
DNA (histonas) ou mesmo do próprio DNA. Subentende-se apartir desta
definição, que a reversibilidade epigenética poderá revelar-se de duas
formas: induzida, através de terapia clínica pelo uso de fármacos;
inerente ao organismo, devido à existência de certas enzimas que
contribuem para a transferência de grupos metil do DNA
(metiltransferases de DNA) ou das proteínas associadas, histonas
(desmetilases de histonas). Estes dois fatores podem no entanto atuar em
conjunto, no sentido da alteração de padrões epigenéticos ao longo de
todo o genoma e do desenvolvimento humano. Esta potencial
reversibilidade de estados epigenéticos oferece estimulantes
oportunidades no que toca à conceção de fármacos para posterior uso
clínico, como por
exemplo
no tratamento de cancro. Para concluir este tópico, resta ainda referir
os avanços que esta área da epigenética tem fornecido para a medicina e
a vida humana. O controlo da reversibilidade epigenética é, assim como a
própria epigenética, um conhecimento em ascensão, que pensa-se vir a
revolucionar a terapêutica e o tratamento de doenças de uma sociedade
que assume comportamentos cada vez mais agressivos para a saúde.
Epigenética e Evolução:
A herança epigenética acrescenta uma outra dimensão à imagem moderna de
evolução, onde são consideradas lentas alterações
do
genoma, através de processos de mutação aleatória e de seleção natural.
No entanto, são necessárias muitas gerações para que uma caraterística
genética se torne comum a uma população. O epigenoma, por outro lado,
pode ser alterado rapidamente em resposta a sinais ambientais. Além
disso mudanças epigenéticas podem ocorrer em muitos indivíduos ao mesmo
tempo. O epigenoma continua a ser flexível como as condições ambientais
continuam a mudar. A herança epigenética pode permitir a um organismo
ajustar continuamente a sua expressão de genes para que se adeqúem ao
seu ambiente - sem alterar o seu código de DNA. Como referido
anteriormente, a descoberta de uma herança epigenética leva-nos a
reviver a anteriormente desacreditada teoria de Lamarck, segundo a qual
indivíduos podiam influenciar os genes pelo comportamento que adoptavam
em vida. Segundo esta teoria, acreditava-se que girafas, por exemplo,
haviam
desenvolvido
longos pescoços pelo simples ato de se esticarem para alcançar os ramos
mais altos. No entanto, a herança epigenética claramente não envolve a
alteração de genes. O lamarquismo subtendia que as ações ou experiências
de um organismo pudessem fazer com que os genes subjacentes fossem
modificados por meio da alteração do código do DNA. A herança
epigenética simplesmente altera a capacidade de um gene se manifestar
nas gerações futuras, mas não altera a sequência de DNA. Não podemos
esquecer que carateres epigenéticos podem sofrer reversibilidade, pelo
que, ainda existem poucas ou nenhumas evidências de que esta alteração
na expressão de genes persista durante muitas gerações. E, no entanto, é
exatamente esta faixa de curto prazo, associada à sua capacidade de
responder imediatamente às sugestões do ambiente que torna a epigenética
uma inestimável ferramenta de adaptação. Pode vir a ocorrer que a
descoberta de uma herança epigenética ajude a preencher algumas das
lacunas na teoria da evolução que os criacionistas exploraram para
atacar o darwinismo, acrescentando um terceiro mecanismo da evolução aos
dois que já conhecemos: mutação e seleção natural de genes. A mutação é
a força microevolutiva que proporciona uma evolução mais lenta,
permitindo que os genes mudem e desenvolvam variabilidade dentro de uma
população, a seleção natural pode ser vista como um mecanismo de
adaptação de médio alcance, trabalhando mais
rápido
que a mutação, mas não tão depressa quanto a herança epigenética.
Estamos no alvorecer da epigenética, mas cada vez parece mais provável
que ela conduza a uma importante reformulação da teoria da evolução.
Isso porque, embora a herança epigenética não ressuscite tecnicamente o
lamarquismo, ela, na prática, representa que nós transmitimos atributos
que adquirimos por meio da experiência aos nossos filhos e até mesmo
netos. Acima de tudo, revela que a biologia não só depende dos genes
para as informações que determinam o futuro de um organismo. Pelo menos
temporariamente, a informação sobre a herança pode estar num nível acima
dos genes, fornecendo um desvio para os obstáculos ambientais.
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