Epigeneetika viitab sõna otseses mõttes sellele, mis on geneetika peal. Epigeneetilised protsessid selgitavad, kuidas pidev kokkupuude keskkonnateguritega kujundab kiiresti kohanevaid reaktsioone.
Need kohanemisprotsessid on kõigi liikide ellujäämise võtmeks, eriti üha kiiremini muutuvas keskkonnas. Kui soovite teada selle teadusharu eripära, jätkake lugemist.
Mitte kogu geneetiline pärand ei tulene geenide kaudu
Kooliajast saadik oleme õppinud, et selliseid tunnuseid nagu silmade värv ja juuste tekstuur juhivad geenid, DNA valke kodeerivad osad, mis on päritud, kuid see on vaid osa protsessist.Tõde on see, et lämmastikualuste poolt kodeeritud geenid moodustavad vaid 1,5% kogu DNA-st.
Mis juhtub selle tohutu järelejäänud 98,5%ga? Noh, see pole täielikult teada. Neid mittekodeerivaid osi võib pidada süvaveebi sarnasteks. Võrdluseks võib öelda, et seal sisalduvale teabele ei pääse traditsioonilise brauseriga juurde.
Epigenoom on ka päritud
Seni on teada järjestused, mis valke ei kodeeri, kuid on geeniregulatsiooni protsesside sihtmärgiks. Seega on kirjeldatud, et neid mittekodeerivaid järjestusi saab "märgistada" ja need märgid moodustavad süsteemi, mis reguleerib geeniekspressiooni. Seda on nimetatud epigenoomiks.
Epigeneetika toimib keemiliste märgiste või märkide kaudu, mis kromosoomidele või histoonidele lisatuna lülitavad geenid sisse või välja.
Saadud uus fenotüüp edastatakse rakust tema tütarrakkudele rakkude jagunemise käigus, kuid see pärandub ka elusolendilt järglastele. Neid omadusi saab säilitada mitu põlvkonda. Siin on mõned näited epigeneetilistest muutustest loomariigis.
Vesikirbu kaitsekarp
Mageveekirbud kuuluvad planktoni koorikloomade perekonda nimega Daphnia. Need pisikesed suudavad läheduses viibides tuvastada oma kiskjate toodetud kemikaale.
Seega kasvab selle ohu tajumisel omamoodi kaitsemüür. Täpsem alt, loomal toimuvad muudatused seljatoe arhitektuuris, mis suurendab prokutikula paksust ja jäikust.
Lisaks näitavad need selgrootud ka keerukamaid muutusi, mis kohanduvad iga kiskja jahistrateegiaga. Näiteks arenevad D. pulexil "kihvad" , mis toimivad vastu kääbuskummituse Chaoborus (Diptera) vastsete haardele.
Vastupidi, kiskja Notonecta glauca juuresolekul tekivad liigil Dapnia longicephala harjad, mis takistavad kiskja koonu läbitungimist. Need vesikirpu muutused on tingitud epigeneetikast.
Nii vinge, kui see ka pole, aga silmatorkavam on see, et ka nende järglased sünnivad selliste kiivritega ja sageli jätkub see nähtus isegi nende lastelastel. Seega on kaitsmine päritud põlvkondade vahel.
Epigeneetika ja kliimamuutustega kohanemine
2016. aastal näitasid Kanada teadlased, et St. Lawrence'i lahe lõunaosas asustavate uisukalade (Leucoraja ocellata) populatsioon on soojemate vete tõttu vähenenud. Nad on teiste populatsioonidega võrreldes vähendanud oma keha suurust 45%.
Teadlased teatasid, et need uisud olid kohanenud sooja vee temperatuuriga, mis on umbes 10 °C soojem kui teistes lahe paikades.See on oluline kohanemine, sest kui ookean soojeneb, hapnikusisaldus väheneb, mistõttu on suurematel kaladel raske piisav alt hapnikuga varustada.
Uuringu käigus tuvastati nende geenide ekspressioonis 3653 muutust, mis peegeldasid lisaks keha suuruse muutusele ka muid füsioloogiliste protsessidega seotud muutusi. Välja arvatud tuvastatud epigeneetilised variatsioonid, oli selle geenide järjestus identne mõne teise Atlandi uiskude populatsiooni omaga.
Insektitsiidide põhjustatud epigeneetiliste muutuste uurimine
Insektitsiididega kokkupuude avaldab putukaliikidele tugevat survet, kuna ilma igasuguste resistentsuse mehhanismideta nad ellu ei jää. Insektitsiidide kasutamine vektori- ja kahjuritõrjeprogrammides on rahvatervise ja tööstusliku põllumajanduse seisukohast vältimatu.
Tõendid viitavad sellele, et lisaks teadaolevatele resistentsusmehhanismidele võivad olulist rolli mängida epigeneetilised protsessid.Epigeneetilised muutused DNA-s vastuseks insektitsiididega kokkupuutele võivad luua tundliku toimeviisi varajase kohanemise parandamiseks. Sel põhjusel on see intensiivse teadusliku uurimistöö valdkond.