U prethodnom tekstu smo pričali o tome šta je epigenetika i zašto je važna za proizvodnju mleka, u ovom pričamo o mehanizmima zaključavanja i otključavanja gena
Da bismo shvatili efekte epigenetike, treba prvo da se podsetimo strukture DNK i hromatina u ćeliji.
DNK se sastoji od dva polinukleotidna lanca koji čine strukturu duplog heliksa koji je obmotan oko proteina – histona. Sa histonima formira strukture koje se zovu nukleozomi, a ceo lanac DNK i histona formira hromatin u jedru eukariotskih ćelija. Genetski kod mora da se „pročita“ i „prevede“ pomoću RNK, ili ti geni neće biti ispoljeni. Postoje dve forme hromatina: euhromatin i heterohromatin. Euhromatin je „opušten“ i geni iz tog dela lanca se mogu pročitati. Heterohromatin je stisnut i ne može se pročitati.
Sve ćelije u jednom organizmu sadrže hromatinska vlakna sa identičnom DNK, a razvijaju se u oko 200 različitih tipova. Uticaj na ćelije, to jest na DNK u ćeli
jama, da se diferenciraju na različite načine, je uticaj epigenetike.
Epigenetski markeri su hemijske grupe različitog sastava koje se nalaze na histonima i DNK, i skup ovih markera se naziva epigenom. Ove hemijske grupe mogu biti dodate ili oduzete kao odgovor na promene u okruženju ili na neki događaj koji je jedinka doživela.
Neki od njih onemogućavaju ispoljavanje gena tako što skupljaju hromatinsko vlakno, ometaju prevođenje DNK u RNK, u tim situacijama kažemo da epigenetičke promene isključuju dejstvo određenog gena. Neke promene utiču pozitivno, na opuštanje hromatinskog vlakna i na uključivanje dejstva gena.
Markeri na histonima utiču tako što privlače ili razdvajaju nukleozome i na taj način deluju na čitanje genetskog koda.
Na primer, kada se acetil grupa (COCH3) zakači za određeni deo histona, struktura se opusti i omogućava se transkripcija tog dela DNK koda – gen je aktiviran ili uključen.
Drugi molekuli, kao što je metil grupa (CH3) mogu da utiču na skupljanje strukture. Da li će uticati na skupljanje zavisi od mesta na histonu na kojem se metil grupa nalazi. Kada se struktura skupi, DNK ne može da bude pročitan – gen je isključen.
Metil grupa može da se zakači i za DNK dupli heliks – DNK metilacija – i onda ima drugačiju ulogu nego kada se nalazi na histonu. Vezuje se za citozin, u delu DNK gde su baze – citozin i guanin povezani fosfatnom grupom. Metilacija ovog dela gena onemogućava produkciju mRNK za taj gen. Kako je produkcija mRNK prvi korak u transkripciji DNK, deo DNK sa metil grupom je isključen.
Istraživanja epigenetike u govedarstvu su još uvek u začetku, ali već ima nekih saznanja koja su primenjiva u praksi na farmama i o tome pričamo u sledećem takstu.
Katarina Šolaja, april 2023