Codice epigenetico
Il codice epigenetico è un termine del campo scientifico dell'epigenetica . I codici epigenetici sono regole di mappatura ipotetiche o effettive ( codici ) che hanno lo scopo di descrivere le regole per i processi epigenetici. A causa dello stato attuale delle conoscenze, l'esistenza di un codice epigenetico nel senso di un insieme di regole generalmente definito e uniforme deve ancora essere vista come un'ipotesi (vedi anche ipotesi del codice istonico )
Esempio di codice istonico
Un importante esempio di codice epigenetico è il codice istonico che mostra l'effetto delle modifiche chimiche sugli istoni ( proteine specifiche - molecole ) sulla struttura e sul rilascio di informazioni del materiale genetico (il DNA dovrebbe essere scritto). Con la struttura si intende che negli esseri viventi con un nucleo cellulare , tale. B. Negli esseri umani, il materiale genetico può essere relativamente "sciolto" ( cromatina meno compatta ) o più contorto (cromatina o cromosomi strettamente compatti ). Il rilascio di informazioni significa che i singoli geni (sezioni con una funzione definita) vengono utilizzati in diversi gradi ( attività genica ) , a seconda dell'effetto degli istoni .
Codice istonico e pattern di metilazione del DNA
Il codice istonico è strettamente correlato ai modelli di metilazione del DNA. La metilazione del DNA è una forma di modificazione chimica dei nucleotidi (i singoli elementi costitutivi del materiale genetico). La metilazione del DNA influenza il legame degli istoni o delle varianti modificate. Le modificazioni istoniche (le modifiche chimiche agli istoni) influenzano l' attività dei geni a seconda del grado di metilazione del DNA . Tra le altre cose, i geni diventano attivi o inattivi, che formano proteine che si alimentano alla metilazione del DNA o alle modificazioni dell'istone. Questo è per esempio in Jin et al. (2011).
Codice epigenetico ed epigenoma
Il codice epigenetico è strettamente correlato all'epigenoma . Sebbene il termine epigenoma sia inteso a coprire gli stati epigenetici in una cellula o tessuto (principalmente modifiche istoniche, modelli di metilazione del DNA e strutture della cromatina), il codice corrispondente (o la sua decodifica) viene utilizzato per identificare l'origine e lo sviluppo di un epigenoma e dei suoi effetti comprendere il fenotipo della cellula, del tessuto o dell'organismo .
Codice genetico ed epigenetico
Il codice genetico è un codice unidimensionale. Cioè, descrive le regole per input e output in una direzione:
Se una sequenza nucleotidica specifica di tre nucleotidi è presente nel contesto valido, questa informazione viene convertita nell'incorporazione di uno specifico amminoacido in una proteina (rappresentazione semplificata). Quindi si può scrivere ATG → M , il che significa che la sequenza tripletta di adenina, timina e guanina porta all'incorporazione della metionina nella catena peptidica risultante. I codici epigenetici sono multidimensionali. Come descritto sopra, devono cogliere le ripercussioni e le condizioni di influenza. Questo rende un codice epigenetico molto complesso.
applicazione
Lo stato attuale delle conoscenze significa che gli sforzi dell'epigenetica si concentrano sulla delucidazione delle regole epigenetiche. C'è la speranza che un epigenoma noto e un codice epigenetico noto possano essere utilizzati insieme in modo simile a un genoma noto con un codice genetico noto. Tuttavia, se si considera che il genoma e il codice genetico non sono affatto tutte le informazioni necessarie (promotori, ipotesi di lettura aperta, introni, ecc.) Per interpretare il genoma in modo completo, si può presumere che l'applicazione dei codici epigenetici agli epigenomi è una sfida enorme. Presumibilmente è necessario includere tutti i tipi di molecole biologicamente rilevanti nella considerazione. Ad esempio, i dati che derivano dalla ricerca del codice istonico vengono conservati in un database per la rilevazione delle modificazioni istoniche da parte delle proteine corrispondenti.
Prove individuali
- ↑ B. Jin, Y. Li, KD Robertson: Metilazione del DNA: superiore o subordinata nella gerarchia epigenetica? In: Geni e cancro. Volume 2, numero 6, giugno 2011, pagg. 607-617, doi : 10.1177 / 1947601910393957 , PMID 21941617 , PMC 3174260 (testo completo gratuito).
- ^ Bryan M. Turner: Definizione di un codice epigenetico. In: Nature Cell Biology. 9, 2007, pagg. 2-6, doi : 10.1038 / ncb0107-2 .
- ↑ R. Chahwan, SN Wontakal, S. Roa: La natura multidimensionale dell'informazione epigenetica e il suo ruolo nella malattia. In: Discovery Medicine. Volume 11, numero 58, marzo 2011, pagg. 233-243, PMID 21447282 (recensione).
- ↑ M. Wang, MW Mok, H. Harper, WH Lee, J. Min, S. Knapp, U. Oppermann, B. Marsden, M. Schapira: genomica strutturale del riconoscimento della coda dell'istone. In: Bioinformatica. Volume 26, numero 20, ottobre 2010, pagg. 2629-2630, doi : 10.1093 / bioinformatics / btq491 , PMID 20739309 , PMC 2951094 (testo completo gratuito).
