La epigenética es el estudio de los cambios heredables en la expresión de los genes que ocurren sin alterar la secuencia del ADN. El término proviene del griego “epi” (sobre o encima) y “genética”, refiriéndose a mecanismos que actúan “por encima” del código genético. En esencia, el ADN es como un libro de instrucciones fijo, pero la epigenética determina qué capítulos se leen, cuándo y en qué células, influyendo en el fenotipo (las características observables) sin modificar el genoma subyacente.
Estos cambios son reversibles y pueden ser influenciados por factores ambientales, como la dieta, el estrés, el ejercicio, la exposición a toxinas o incluso experiencias emocionales. La epigenética explica por qué células con el mismo ADN (como en un organismo multicelular) se diferencian en tipos especializados (neuronas, músculos, etc.), y también fenómenos como diferencias entre gemelos idénticos o herencia de rasgos adquiridos en ciertas condiciones.Mecanismos Principales de la Epigenética
Los principales mecanismos epigenéticos son:
- Metilación del ADN:
- Consiste en la adición de grupos metilo (-CH₃) a las bases de citosina en el ADN, generalmente en regiones ricas en CpG (islas CpG).
- La hipermetilación suele silenciar genes (apagar su expresión), mientras que la hipometilación los activa.
- Es un mecanismo estable y heredable durante divisiones celulares.
- Modificaciones de histonas:
- El ADN se envuelve alrededor de proteínas llamadas histonas, formando nucleosomas (como cuentas en un collar).
- Modificaciones post-traduccionales en las “colas” de histonas incluyen acetilación, metilación, fosforilación o ubiquitinación.
- Por ejemplo: la acetilación relaja la cromatina (facilita la transcripción, activando genes); la metilación puede activar o reprimir dependiendo del sitio.
- ARN no codificantes (como microARN):
- Moléculas de ARN que regulan la expresión génica post-transcripcional, silenciando ARN mensajeros o afectando la cromatina.
Estos mecanismos interactúan entre sí y con el entorno para modular la accesibilidad del ADN a la maquinaria transcripcional.
Ejemplos Clásicos
- Abejas reina y obreras: Larvas genéticamente idénticas; las alimentadas con jalea real tienen cambios en metilación que las convierten en reinas fértiles.
- Gemelos idénticos: Con edad, acumulan diferencias epigenéticas por entornos distintos, explicando discordancias en enfermedades.
- Hambruna holandesa (1944-1945): Hijos de madres desnutridas mostraron cambios epigenéticos persistentes, aumentando riesgo de obesidad y diabetes.
- Estrés y trauma: En ratones, estrés materno altera metilación en genes relacionados con respuesta al estrés, transmitido a crías.
Relación con la Salud y Enfermedades
La epigenética juega un rol clave en:
- Cáncer: Hipermetilación silencia genes supresores tumorales.
- Enfermedades metabólicas, cardiovasculares y neurológicas: Influenciadas por dieta y estilo de vida.
- Envejecimiento: Acumulación de cambios epigenéticos.
- Herencia transgeneracional: En algunos casos (más estudiado en animales), marcas epigenéticas se transmiten a generaciones siguientes.
Factores como el ejercicio, meditación, nutrición rica en folato/vitaminas B o reducción de estrés pueden modular positivamente estos mecanismos (ej. aumentar acetilación beneficiosa).