Epiģenētika burtiski attiecas uz to, kas ir uzlikts ģenētikai. Epiģenētiskie procesi izskaidro, kā nepārtraukta vides faktoru iedarbība veido ātri adaptīvas reakcijas.
Šie adaptācijas procesi ir visu sugu izdzīvošanas atslēga, jo īpaši arvien straujāk mainīgajā vidē. Ja vēlaties uzzināt šīs zinātnes nozares īpatnības, turpiniet lasīt.
Ne visu ģenētisko mantojumu iegūst gēni
Kopš skolas mēs esam iemācījušies, ka tādas iezīmes kā acu krāsa un matu tekstūra nosaka gēni, proteīnus kodējošās DNS daļas, kas tiek mantotas, taču tā ir tikai daļa no procesa.Patiesība ir tāda, ka gēni, ko kodē slāpekļa bāzes, veido tikai 1,5% no kopējās DNS.
Kas notiek ar šiem milzīgajiem atlikušajiem 98,5%? Nu, tas nav pilnībā zināms. Šīs nekodētās daļas var uzskatīt par līdzīgām dziļajam tīmeklim. Izdarot analoģiju, tur esošajai informācijai nevar piekļūt, izmantojot tradicionālo pārlūkprogrammu.
Arī epigenoms ir iedzimts
Līdz šim ir zināmas sekvences, kas nekodē proteīnus, bet ir gēnu regulēšanas procesu mērķis. Tādējādi ir aprakstīts, ka šīs nekodējošās sekvences var tikt "marķētas" un ka šīs zīmes veido sistēmu, kas regulē gēnu ekspresiju. Tas ir tas, ko sauc par epigenomu.
Epiģenētika darbojas, izmantojot ķīmiskos tagus vai zīmes, kas, pievienojot hromosomām vai histoniem, ieslēdz vai izslēdz gēnus.
Iegūtais jaunais fenotips tiek nodots no šūnas tās meitas šūnām šūnu dalīšanās procesā, taču tas tiek mantots arī no dzīvas būtnes tās pēcnācējiem. Šīs īpašības var saglabāt vairākas paaudzes. Šeit ir daži piemēri epiģenētiskām izmaiņām dzīvnieku valstībā.
Ūdensblusas aizsargčaula
Saldūdens blusas pieder pie planktona vēžveidīgo ģints, ko sauc par dafnijām. Šie mazie var atklāt ķīmiskās vielas, ko ražo viņu plēsēji, atrodoties tuvumā.
Tādējādi, uztverot šos draudus, izaug sava veida aizsargmūris. Konkrēti, dzīvniekam tiek veiktas izmaiņas karpas arhitektūrā, kas palielina prokutikulas biezumu un stingrību.
Turklāt šie bezmugurkaulnieki uzrāda arī sarežģītākas izmaiņas, kas pielāgojas katra plēsēja medību stratēģijai. Piemēram, D. pulex attīsta "ilkņus" , kas neitralizē pundurspoka Chaoborus (Diptera) kāpuru tvērienu.
Gluži pretēji, plēsoņa Notonecta glauca klātbūtnē Dapnia longicephala sugai veidojas cekuls, kas kavē plēsēja purniņa iespiešanos. Šīs ūdensblusu pārvērtības ir saistītas ar epigenētiku.
Lai cik tas ir forši, bet pārsteidzošāk ir tas, ka arī viņu atvases piedzims ar šādām ķiverēm, un bieži vien šī parādība turpinās pat viņu mazbērniem. Tādējādi aizsardzība tiek mantota starp paaudzēm.
Epiģenētika un pielāgošanās klimata pārmaiņām
2016. gadā Kanādas zinātnieki pierādīja, ka skeitzivju (Leucoraja ocellata) populācija, kas apdzīvo Sentlorensa līča dienvidu daļu, ir kļuvusi mazāka, reaģējot uz siltākiem ūdeņiem. Viņi ir samazinājuši savu ķermeņa izmēru par 45%, salīdzinot ar citām populācijām.
Zinātnieki ziņoja, ka šīs slidas ir pielāgojušās siltā ūdens temperatūrai, kas ir par aptuveni 10°C siltāka nekā citās līča vietās.Tas ir svarīgs pielāgojums, jo, kad okeāns sasilst, skābekļa saturs samazinās, apgrūtinot lielākām zivīm adekvātu skābekļa piegādi.
Pētījumā tika atklātas 3653 izmaiņas viņu gēnu ekspresijā, kas papildus ķermeņa izmēra izmaiņām atspoguļoja arī citas, kas saistītas ar fizioloģiskiem procesiem. Izņemot atklātās epiģenētiskās variācijas, tās gēnu secība bija identiska citas Atlantijas slidu populācijas secībai.
Insekticīdu radīto epiģenētisko izmaiņu izpēte
Insekticīdu iedarbība rada spēcīgu spiedienu uz kukaiņu sugām, jo bez jebkādiem pretestības mehānismiem tie neizdzīvos. Insekticīdu izmantošana pārnēsātāju un kaitēkļu kontroles programmās ir neizbēgama sabiedrības veselības apsvērumu dēļ un rūpnieciskajā lauksaimniecībā.
Pierādījumi liecina, ka papildus zināmajiem rezistences mehānismiem svarīga loma var būt arī epiģenētiskajiem procesiem.Epiģenētiskas izmaiņas DNS, reaģējot uz insekticīdu iedarbību, varētu radīt jutīgu darbības veidu, lai veicinātu agrīnu adaptāciju. Šī iemesla dēļ tas ir intensīvu zinātnisku pētījumu lauks.
