El Nacimiento De La Epigenética PDF

*"El nacimiento de la epigenética"* 26 de septiembre 2018 **[Introducción]** Hace 60 años se demostró por primera vez, que la molécula por entonces conocida como "principio transformante", llamado así por primera vez por el científico Frederick Griffith debido a su series de experimentaciones re...

*"El nacimiento de la epigenética"* 26 de septiembre 2018 **[Introducción]** Hace 60 años se demostró por primera vez, que la molécula por entonces conocida como "principio transformante", llamado así por primera vez por el científico Frederick Griffith debido a su series de experimentaciones realizadas utilizando las cepas R y S de la bacteria Streptococcus pneumoninae inyectadas a ratones; para que luego científicos como Avery, McCarty y MacLeoad se propusieran a identificarlo, en donde todos sus resultados apuntaban que el ADN era el probable "principio transformante" pero aun así interpretando los datos obtenidos era posible que alguna sustancia contaminante presente en pequeñas cantidades, y no el ADN, fuera el principio transformante real. Debidos a esta posibilidad el debate sobre el ADN se mantuvo abierto hasta que Alfred Hershey y Martha Chase utilizaran un enfoque diferente para identificar concluyentemente que aquel correspondía al material genético. Con el fin de que luego se descubriera que el ADN se dividía en unidades funcionales denominadas genes lo cual proporcionaban instrucciones para formar un producto funcional, o sea, una molécula necesaria para desempeñar un trabajo en la célula, y en muchos casos en una proteína conociendo así la expresión génica la cual sería la clave para el fenotipo. Sin embargo actualmente sabemos que la expresión del gen no solo depende del material genético si no que también se reconoce el papel fundamental que el ambiente extranuclear, extracelular y social ejerce en la modulación de la actividad genética. Los modelos simples aditivos que sugieren que el fenotipo es la suma de los efectos de los genes y del ambiente, no dan respuesta a la realidad. También se propone que los sistemas genéticos son dinámicos o cibernéticos. Al respecto a aquello se ha visto el siguiente caso en donde investigadores han demostrado cómo el nivel socioeconómico modifica la heredabilidad del coeficiente intelectual (CI) de manera no lineal. Estos autores, a diferencia del planteamiento de otros, mostraron que en familias empobrecidas, 60% de la varianza en el CI es atribuible al ambiente, por el contrario, en familias con alto nivel socioeconómico, 60% de la varianza es atribuible al potencial genético. (Bedregal, 2010) Debido a aquello en este informe busca detallar a continuación y con más detención quienes fueron aportando a la epigenética a medida de los años llegando así hasta lo que se considera actualmente respecto a ella, y con ello algunos mecanismos que se utilizan como por ejemplo: la metilación y la acetilación. Junto con ello algunas consecuencias que contrae al verse alterada, y cómo afecta al estilo de vida de las personas en la dieta alimentaria y su interacción con el ambiente generando así diversas enfermedades como: el cáncer, defectos en el tubo neural y arteriosclerosis, obesidad, diabetes tipo II, etc. **[Marco teórico]** **[Historia y concepto]** En el siglo diecinueve, los principales biólogos consideraban que la herencia y el desarrollo eran uno y el mismo problema. El genio de Gregor Mendel fue tras darse cuenta, y luego demostrar, que la herencia podía estudiarse por sí misma, sin incluir el desarrollo. Cuando finalmente fue redescubierta treinta y cinco años después, la ciencia de la genética floreció posteriormente. Una vez más, el problema del desarrollo fue dejado de lado, y es notable que uno de los pioneros de la nueva genética, Thomas Hunt Morgan, fuera un embriólogo, pero sin embargo su laboratorio no estudio el desarrollo de la Drosophila. Mientras que la ciencia de la genética estaba progresando rápidamente, los embriólogos y los biólogos del desarrollo usaban métodos y procedimientos que tenían muy poco en cuenta los genes y la acción genética, pero a mediados del siglo XX, hubo unos pocos biólogos destacados que se dieron cuenta de que la genética y la biología del desarrollo estaban realmente relacionadas y que eventualmente deberían unirse en una disciplina común. Uno de ellos era Conrad Waddington, que conocía bien ambos campos de investigación, basándose en aquello tomó la palabra griega "epigénesis", donde derivo una teoría que proponía que el embrión temprano no estaba diferenciado y por eso lo cambió a epigenética. (Holliday,R 2005) La epigenética podría definirse en términos generales como el desarrollo del programa genético para el desarrollo, pero para Waddington, la epigenética no era muy diferente de la embriología. Por ejemplo, su libro "The Epigenetics of Birds" es en gran parte un relato del desarrollo de un polluelo. También acuñó el término epigenotipo, que se definió como ***\"El sistema de desarrollo total que consiste en vías de desarrollo interrelacionadas a través de las cuales la forma adulta del el organismo se realiza.\"***. Actualmente el concepto ha evolucionado y se define a la epigenética cómo la ciencia encargada de estudiar las alteraciones en la expresión de genes que surgen durante el desarrollo y la proliferación celular, por medio de procesos que no cambian la información (secuencia) contenida en el material genético, pero que modulan la expresión génica a través de modificaciones específicas relacionadas con la remodelación de la cromatina mediada por modificaciones químicas de las histonas y del ADN. Estos cambios en el ADN pueden ser estables y pasar a través de divisiones mitóticas y meióticas de las células, es decir, pueden heredarse (Sánchez,F 2010) **[Maquinaria Epigenética ]** En eucariontes, el ADN genómico es empaquetado para formar la cromatina, cuya condensación impacta en procesos tales como la transcripción, replicación, recombinación y reparación del ADN. La regulación dinámica de la organización de la cromatina durante el crecimiento y diferenciación es dependiente de un complejo de proteínas, algunas de ellas con actividad enzimática que modifica a las histonas. Estas modificaciones incluyen: acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación y sumoilación, con efectos sinérgicos o antagónicos que regulan la actividad transcripcional de un gen. Este llamado "código de histonas" crea subdominios en la cromatina funcionalmente distintos, que pueden definir la activación o silenciamiento transcripcional de un gen (Ooi y Wood, 2007) **[Metilación y acetilación]** La metilación es un proceso epigenético que actúa en 2 niveles para la expresión de los genes. En el primero, se agrega un grupo metilo en el carbono 5' de la citosina a través de la ADN metiltransferasa o metilasa ubicadas en las islas CpG de la cadena de ADN, en las regiones promotoras, potenciadoras, codificante o silenciadora del gen, generando 5 metilcitosina e impidiendo la unión de los factores de transcripción. En el segundo nivel, la metilación actúa favoreciendo la estructura cerrada de la cromatina. (López,A 2015) (Figura 1.).Lo cual podemos identificar algunas funciones de la metilación del ADN como por ejemplo: Regula la expresión génica, regula la diferenciación celular y tisular, actúa como mecanismo de defensa contra mutaciones, entre otros.  Figura 1. Representación esquemática de las modificaciones epigenéticas (A) y de los cambio reversibles en la organización de la cromatina que determina la expresión de los genes (B) (Sánchez,K 2008) La acetilación de histonas al igual que la metilación juega un papel fundamental en la regulación de la expresión de los genes pero en esta existen unas enzimas denominadas lisina acetiltransferasas (KAT; la K equivale al aminoácido lisina en código de una letra) que se encargan de añadir grupos acetilos a los residuos de lisina de proteínas específicas, como parte del proceso de maduración post-traduccional que estas sufren hasta llegar a ser activas. Debido a la importancia que tiene este proceso de adición de grupos acetilo en las histonas, las KAT suelen llamarse de modo genérico HAT (histonas acetiltransferasas), pese a que su acción no se restringe de modo exclusivo a esas proteínas. (Fernandez,A 2014) (Figura 2.) C:\\Users\\gbc\\Downloads\\IMG\_20180924\_101102.JPG **[Estilo de vida y la epigenética]** En la actualidad, la identificación de mutaciones genéticas se utiliza para diagnosticar diversas enfermedades. Pero sin embargo, el medio que nos rodea y nuestros hábitos, también pueden tener consecuencias sobre la información genética y su traspaso hacia la siguiente generación. Antiguamente se desconocía el enlace entre el medio ambiente y la epigenética, pero diversas investigaciones han demostrado que durante el desarrollo pueden estar influenciadas por factores ambientales como la dieta (Robles, R 2012) Los grupos metilo son adquiridos a través de la dieta y son donados al ADN a través de la vía del folato y la metionina. Los cambios en la metilación del ADN pueden ocurrir como resultado de los niveles bajos de folato, metionina o selenio, provocando serias consecuencias clínicas como: defectos en el tubo neural, cáncer y arteriosclerosis. (Rodenhiser y Mann, 2006). Por ello es posible que afectar dicha síntesis pueda alterar los patrones de metilación del genoma[^1^](#fn1){#fnref1.footnote-ref} e influenciar el fenotipo en la edad adulta.Así, las alteraciones epigenéticas podrían ser debidas a la dieta parental, al ambiente intrauterino, a la alimentación materna durante el embarazo, a la alimentación perinatal y posnatal. (Robles.R 2012) **[Impronta genomica]** La impronta genómica es un mecanismo conservado en los mamíferos placentarios; en donde se ha demostrado que la falla en el establecimiento de estas modificaciones causa defectos en el crecimiento embrionario y neonatal y puede asociarse con trastornos neurológicos (Murphy, SK 2003). En los genes con impronta genética uno de los dos alelos está silenciado, mientras el otro es transcripcionalmente activo. En humanos se han reportado aproximadamente 80 genes controlados de esta forma y muchos de ellos cumplen un papel importante en el desarrollo y el comportamiento. Hay evidencias que sugieren que los genes con impronta podrían ser elementos clave para la transmisión de efectos transgeneracionales, en respuesta a cambios rápidos en la alimentación y en el estilo de vida; un ejemplo de ello es la alimentación de los antecesores pueden afectar su descendencia por posibles modificaciones epigenéticas es el caso de un abuelo sobrealimentado antes de su pubertad que genera un riesgo a sus nietos de padecer diabetes mellitus tipo II lo que indica que la condiciones nutricionales de los abuelos pueden tener consecuencias en el fenotipo de los nietos. **[Conclusión]** Para finalizar como grupo se introdujo al tema con la historia detrás de la epigenética, que parte hace 60 años cuando se demuestra por primera vez el \"Principio transformante\", llamado por griffith en sus experimentos de las cepas R y S,que demostró quee este podría ser por el ADN, dejando esa incertidumbre para que los científicos Hershey y Chase concluyeran que el ADN tenga este efecto transformante y no las proteínas, sin esto en la actualidad no se podría tener avances ni el conocimiento para lo que es la epigenética, ya que este es el conocimiento base para esta ciencia. El genio Gregor Mendel, uno de los principales biólogos, y Thomas Morgan, un embriólogo, luego de darse cuenta que en sus métodos y procedimientos se puede observar que eran muy parecidos, se dieron cuenta que los dos deberían unirse para crear un disciplina en común \"epigenesis\", de donde derivó la teoría que proponía que el embrión temprano no estaría diferenciado. Actualmente la epigenética puede definirse como la ciencia encargada de estudiar las alteraciones en la expresión de genes que surgen durante el desarrollo  y la proliferación celular, por medio de procesos que no cambian o alteran la información contenida en el material genético. En eucariontes,el ADN es empaquetado para formar cromatina, y su condensación impacta en los procesos de transcripción, recombinación y reparación del ADN, además la regulación dinámica de la organización de la cromatina es dependiente de un complejo de proteínas, algunas de estas son la metilación y acetilación. En la actualidad la identificación de mutaciones genéticas se utiliza para la  expresión inadecuada de los genes al envejecer ya que se pueden usar marcadores epigenéticos, concretamente la metilación, y para determinar diversas enfermedades **[Bibliografía]** Camberos-Luevano, L., & Torre-Bouscoulet, L. (2018). Genética, epigenética y la complejidad como obra del tiempo. Neumología y Cirugía de Tórax, 77(2), 122-124. Holliday, R. (2006). Epigenetics: a historical overview. *Epigenetics*, *1*(2), 76-80. Bedregal, P., Shand, B., Santos, M. J., & Ventura-Juncá, P. (2010). Aportes de la epigenética en la comprensión del desarrollo del ser humano. *Revista médica de Chile*, *138*(3), 366-372. Sánchez, K. L. M., Zazueta-Novoa, V., Mendoza-Macías, C. L., Rangel-Serrano, Á., & Padilla-Vaca, F. (2008). Epigenética, más allá de la Genética. *Acta Universitaria*, *18*(1), 50-56. Ooi, L. y Wood, I. C. (2007). Chroamtin crosstalk in development and disease: lessons from REST. Reviews. Vol. 8: 544-554 López, A. S., Cuevas, G. O. S., Herrera, J. L., de la Lanza, C. C., & Peña, G. C. (2015). Prevención, epigenética y cuidados paliativos. *Gaceta Mexicana de Oncología*, *14*(5), 273-276. Fernández, A. B. (2014). Las HDAC en la regulación de la expresión génica y el cáncer. *MoleQla: revista de Ciencias de la Universidad Pablo de Olavide*, (13), 7-4. Robles, R. G., Ramírez, P. A. A., & Velásquez, S. P. P. (2012). Epigenética: definición, bases moleculares e implicaciones en la salud y en la evolución humana. *Revista ciencias de la salud*, *10*(1), 59-71. Murphy SK, Jirtle RL. Imprinting evolution and the price of silence. Bioessays. 2003; 25 (6):577-88. ::: {.section.footnotes} ------------------------------------------------------------------------ 1. ::: {#fn1} conjunto del material hereditario de un organismo, la secuencia de nucleótidos que especifican las instrucciones genéticas para el desarrollo y funcionamiento del mismo y que son transmitidas de generación en generación, de padres a hijos[↩](#fnref1){.footnote-back} ::: :::