Nutri-Epigenetica - Legătura dintre dietă și genetică

NUTRIGENOMIE
Nutri-epigenetica: legătura dintre dietă și genetică

Doreen Gille și Guy Vergères
Modul în care mâncăm poate afecta sănătatea copiilor și nepoților noștri. Pentru că există din ce în ce mai multe dovezi că dieta noastră poate interveni în mecanismele epigenetice. Articolul arată relația dintre tiparele dietetice și influența ulterioară a modificărilor epigenetice.

1. modificări chimice în ADN; 2. modificări chimice care afectează ADN-ul-
proteine legate (histone) și 3. influența moleculelor de ARN.

Modificări chimice ale ADN-ului (metilarea ADN-ului)

Pentru a înțelege abordarea metilării ADN-ului

a putea, trebuie să fie de înțeles, cât de exact

ADN-ul este organizat în celulă (Figura 1). De

Metilarea ADN se vorbește despre când

molecule mici (așa-numitele grupări metil: -CH3)

se atașează covalent la ADN, creând cromă-

structura staniu și în consecință activitatea de

Genele fiind influențate. Pentru a spune pur și simplu este un

genă definită oprită prin această metilare

și informațiile pe care le conține pentru a produce un

Proteina blocată astfel încât proteina să nu mai fie

poate fi produs. Acest fenomen denotă-

este cunoscut sub numele de „mutarea genei”. Contra-

Secvențele unor astfel de modificări sunt complexe și, în funcție de poziția metilării în genom, expresia genică poate fi activată și prin metilare-

Nutri-épigénétique: la relation entre alimentation et génétique

. Metilările ADN nu sunt în niciun caz dezavantajoase, ci mai degrabă esențiale pentru dezvoltarea normală a celulelor corpului. Dereglarea metilării ADN-ului poate fi dificilă-

Mots clés: modifications des histones - régulation épigénétique - modèle alimentaire et épigénétique

provoacă boli precum cancerul, diabetul, bolile neurologice etc. Aceste boli în mare parte cronice și legate de vârstă sunt adesea asociate cu hipometilarea, care este cauzată de aportul insuficient de alimente care conțin grupe metil (a se vedea paragraful Nutri-Epigenetică) sau de vârstă, redus

De plus en plus d’indices suggest that notre alimentation peut intervenir sur des mécanismes épigénétiques. La présentation de Doreen Gille și Guy Vergères, Institut des sciences alimentaires, prezintă relațiile între modelele alimentare și efectele asupra modificărilor epigenești care în rezoluție.

Modificări chimice ale proteinelor asociate cu ADN (modificări ale histonelor)

În cazul histonelor (caseta 1), se pot atașa diferite molecule, cum ar fi grupările metil. Aceștia se asigură că structura cromatinei este mult mai compactă și astfel posibilitatea de transcriere a informațiilor genelor este extrem de dificilă („mutarea genei”). Adăugarea de grupări acetil și fosfor, pe de altă parte, deschide structura cromatinei și crește accesibilitatea la ADN, care la rândul său activează expresia genelor (6). Efectele acestor modificări asupra expresiei genetice sunt, de asemenea, complexe, iar cercetările se luptă constant să reconcilieze acest model simplificat cu realitatea experimentală.

Figura 1: Structura și organizarea ADN-ului cromozomial (acidul dezoxiribonucleic) este purtătorul informațiilor genetice, care sunt codificate sub formă de gene. Din punct de vedere chimic, ADN-ul este format din molecule cu lanț lung de numeroase nucleotide, care constau întotdeauna dintr-un zahăr, un reziduu de fosfat și una dintre cele patru baze diferite: adenină, timină, guanină, citozină. Secvența acestor baze determină informațiile genetice. Mai mult, moleculele lanțului nu sunt goale în nucleul celular, ci sunt înfășurate în jurul proteinelor, așa-numitele histone, și organizate împreună cu ele în structuri complexe. ADN-ul înfășurat în jurul histonelor se numește cromatină.

Reglarea epigenetică folosind microARN (miARN)
Se știe doar de câțiva ani că moleculele de ARN pot influența și expresia genelor. Aceste molecule de miARN care reglează genele sunt formate de celulele în sine ca răspuns la influențele externe ale mediului sau la alte semnale specifice. Acestea influențează numeroase procese celulare și reglează expresia genelor controlând metilarea ADN și modificările histonelor și invers (5). Nivelurile modificate de miARN au fost legate de apariția și dezvoltarea diferitelor tipuri de cancer, în special schimbări în creșterea celulară și procesele asociate cu moartea celulară programată (7). Modificările epigenetice nu sunt procese rigide sau predeterminate, ci sunt determinate de mulți factori, dar mai ales de stilul de viață individual. Dieta, starea de mișcare, compoziția florei intestinale și influența medicinii în sensul cel mai larg (de exemplu, medicamente, tratamente), medicamente, compuși toxici și boli sunt factori determinanți importanți ai stării de modificare epigenetică (8).

Figura 2: Metabolismul C1, care furnizează grupări metil la ADN și histone. Sunt prezentate interfețele care pot fi influențate epigenetic de substanțe (vitamine, oligoelemente etc.) din alimente (preluate din [39]).
Producerea de ADN metiltransferaze (3). Consecințele hipermetilării ADN asupra dezvoltării bolii au fost, de asemenea, investigate (4). Procesul de metilare poate fi inversat prin diferite căi metabolice (demetilare) și joacă un rol major în dezvoltarea diferențierii embrionului și a celulelor (5).

Nutri-epigenetica
Nutri-epigenetica investighează relația dintre nutrienți și tiparele nutriționale și consecințele acestora asupra modificărilor epigenetice și, astfel, asupra expresiei genice (9). Considerentele nu încep doar atunci când copilul mic începe să mănânce, ci deja în uter: nutriția este cel mai important factor de mediu intrauterin care influențează activitatea genetică a copilului nenăscut și are de obicei consecințe pe tot parcursul vieții (10). În acest context, metilarea ADN și modificatorii de histone joacă un rol-

Caseta 1:
Astfel informațiile genetice devin o proteină
Dacă o „genă este exprimată”, acest segment de genă este deschis pe ADN și are loc un „proces de citire”. Având ADN-ul ca model, se creează o nouă moleculă, ARN (acid ribonucleic). ARN-ul este mobil, părăsește nucleul celulei și conform informațiilor sale (copiate din ADN) se formează apoi proteina corespunzătoare. Aceste procese se numesc transcriere (copiere) și traducere (traducere) și colectiv ca expresie genetică.
Caseta 2:
Pe scurt: epigenetica, epigenomica și nutrien-epigenetica
Epigenetica (epi = greacă pentru „în plus”/„de asemenea”, genetică = greacă pentru „descendență”/„origine”) se ocupă de modificările secvenței ADN care nu se bazează pe mutații și sunt totuși transmise. Modificările pot fi observate în fenotip, dar nu și în genotip. Disciplina epigenetică se ocupă de modificări ale genelor individuale sau seturilor de gene, în timp ce epigenomica examinează actorii epigenetici din întregul genom. NutriEpigenetica cercetează influența nutrienților și a modelelor nutriționale asupra modificărilor epigenetice.
3 | 2016 SZE 11

«Epigenetic
Modificările sunt reversibile, dar pot apărea atunci când celulele corpului se divid-
»Fii moștenit.