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Introduzione all'epigenetica e alle sue implicazioni

Immagina il tuo corpo come se fosse un quartiere con tante case tutte uguali ogni casa ha tante stanze ogni stanza ha la sua lampadina però non è che tutte le case hanno le stesse stanze illuminate nello stesso momento Ok cosa c'entra questo con il nostro organismo le cellule sarebbero le case e le lampadine sarebbero i geni ok Quindi ogni casa ha lo stesso impianto elettrico Il DNA è lo stesso ma eh le lampadine vengono accese e spente in modo diverso chi accende e spegne i vari geni nel nostro corpo l'epigenetica o meglio tutto l'apparato si chiama epigenoma l'epigenetica è lo studio con cui avvengono tutte queste modificazioni perché epigenetica Epi vuol dire sopra come l'epicentro in un terremoto No epigenetica perché queste modificazioni avvengono sopra al DNA vanno a modificarne la struttura ma non modificano la sua sequenza Però queste modif icazioni hanno un'importanza tremenda perché significa che anche il nostro stile di vita può avere un impatto su come viene espresso il nostro DNA invece il tuo genoma non lo cambi quello è dall'inizio fino alla fine l'epigenetica può cambiare e la cosa più interessante è che questi cambiamenti possono anche essere ereditati in certi casi cioè Ovviamente la genetica è ereditata No la predisposizione a sviluppare certe malattie se sono genetiche la tramandi però qui parlo proprio di un'eredità epigenetica delle modificazioni che possono essere acquisite anche nel corso della vita anche queste possono essere tramandate in una certa misura ma facciamo un passo indietro per capire che cosa sia l'epigenetica ho fatto un Reel molto veloce su Instagram parlando di epigenetica usando questo esempio no perché abbiamo cinque dita perché è dettato dalla genetica oppure perché hai gli occhi di quel colore lì non è che dipende da cosa hai mangiato l'anno scorso dipende dalla genetica ok Se però hai i capelli lunghi oppure rasati Perché te li sei appena fatti tagliare dal parrucchiere quello è ambiente ok È abbastanza facile da capire quello che però è importante capire in questo contesto è che non per forza queste due forze la genetica e l'ambiente agiscono in modo indipendente a volte l'ambiente può influenzare la genetica influenzando l'espressione del DNA e quando dico ambiente non intendo solo gli inquinanti che ci sono nell'ambiente appunto fuori da noi o quello che mangiamo anche quello che è dentro di noi tutti i vari segnali e quant'altro che abbiamo anche nelle cellule possono essere ritenuti ambiente diciamo tutto ciò che non è genetica Ecco questo ponte che collega l'ambiente con la genetica è l'epigenetica come funziona l'epigenetica con vari meccanismi che poi vediamo però diciamo Questo è come dicevo è quella l'epigenetica è quella cosa che accende o spegne determinate lampadine non è che le cambia una mutazione è come se cambiasse la lampadina l'epigenetica invece no però decide quali accendere Sai come si dice quando viene regolata l'espressione del DNA regolazione genica ed è una cosa molto importante Immagina il nostro DNA come se fosse un libro un me volume C'è scritto tutto di te Cioè meglio c'è scritto come devi funzionare come devi essere fatto ma eh Questo libro è aperto in certi capitoli in diversi in ogni cellula perché ogni nostra cellula ha 25.000 geni ma ma ne se va bene la metà e poi oltre geni c'è tanto altro che non è codificante quindi la parte che viene Letta è è molto poca l'ho detto io stesso in tanti video no Tu immagina i vari tipi cellulari che abbiamo la cellula dell'osso del fegato la cellula del fegato deve fare i geni del fegato la cellula del muscolo deve fare le proteine per contrarsi ma non deve F l'anticorpo il linfocita deve fare l'anticorpo ma non deve fare i geni non deve esprimere i geni per contrarsi ok Quindi tutte le cellule hanno lo stesso DNA ma è evidente che avviene una regolazione perché viene regolato il modo in cui viene espresso una parte oppure l'altra ci sono tanti tipi di regolazione genica adesso semplificando parecchio Diciamo che ce n'è una a breve termine e una più a lungo termine cioè c'è una regolazione genica che avviene momento per momento non è l'epigenetica quella è a lungo termine Qual è momento per momento ci sono eh Tra le altre cose ci sono sono fattori di trascrizione no che vanno attaccarsi sul DNA A volte sono attivatori cioè promuovono l'espressione di certi Geni a volte sono inibitori inibiscono l'espressione di certi geni Ma questa regolazione può cambiare nell'arco di ore giorni settimane ok o minuti eh perché ad esempio tu tu mangi zuccheri come se non ci fosse un domani qualche fattore di trascrizione va sul gene dell'insulina nelle cellule del del del pancreas a dirgli Qua c'è bisogno di di produrre l'insulina ma capisci che non è una modificazione che parte quando sei embrione E fino a quando sei vecchio È una cosa che deve cambiare in base a quello che hai mangiato nell'arco di ore e giorni ok Però prima ti dicevo un tipo cellulare è quello e non altro se la tua cellula se il neurone è diventato neurone o la cellula del cuore cellula del cuore poi deve rimanere così Quindi da quella staminale che era quando eri embrione si è sviluppata a un certo punto la cellula del cuore questa cellula del cuore quando si divide deve fare ancora cellule del cuore non è che ritorna staminale poi deve ridi differer Enzi Arsi da di nuovo ogni volta no Quindi vuol dire che questa espressione diversa che ha acquisito tipo esprimi i geni del cuore ma non esprimere gli altri poi deve rimanere anche per tutta la vita quindi questa è una regolazione diciamo a lunghissimo termine l'epigenetica fa questo e come fa l'epigenetica ad alterare l'espressione del DNA se non va a cambiare la sequenza torniamo all'esempio del libro se il libro è chiuso può essere l'antologia di Spoon River o il topolino che è tanto Uguale nel momento in cui lo apri tu leggi quello che c'è scritto Ma dove hai aperto non è che leggi il resto ok Ora il DNA Tu devi sapere che la maggior parte del tempo è sotto forma di cromatina questa specie di gomitolo no della doppia elica eccetera che può essere Questa cromatina può essere più o meno compatta come puoi immaginare se è bella aperta È più facile leggere quello che c'è scritto nel DNA Se invece è bella compatta non lo leggi Ok l'epigenetica fa questo va a compattare o aprire questa cromatina la dove In Certe regioni La conseguenza è che quelle regioni sono più eh trascrizione attive cioè si esprimeranno le altre no perché perché se è aperta i fattori di trascrizione di cui ti ho parlato tutte queste cose riescono a cedervi e quindi può avvenire la trascrizione ok mrna proteine Cioè se è chiusa no l'epigenetica principalmente non solo questo fa ma principalmente va a alterare questa compattazione della cromatina e come fa nello specifico Allora ci chi lo sa Magari ci sono un sacco di meccanismi che non conosciamo i più noti sono tre i più studiati che sono la metilazione del DNA Eh la modificazione degli istoni e con l'rna non codificante la metilazione del DNA eh consiste nell'aggiunta di metili che sono dei gruppi chimici ch3 al DNA in particolare su determinate citos certe basi ok Quindi non a caso su certe basi vengono attaccati questi ch3 Qual è il risultato di questo l'effetto di questo è che viene repressa l'espressione di quelle regioni lì metila eh questo viene ad opera di certi enzimi tipo ci sono metiltransferasi e quant'altro che che fanno questa roba oppure Eh la deme ilaz il contrario andrà a ripristinare l'espressione di quelle regioni genomiche un secondo processo dicevo è la modifica degli stoni Tieni conto che cosa sono gli stoni sono proteine intorno a cui il DNA si avvolge perché noi abbiamo 2 m di DNA in ogni cellula quindi va da S 2 m che per starci nel nucleo deve essere super mega avvolto ok E questo anche grazie a questi stoni cioè il DNA si si si avvolge intorno a questi stoni quindi capisci che Se io modifico gli stoni modifico anche la la struttura della cromatina quindi ancora una volta quanto il DNA è accessibile o non accessibile e una modifica degli stoni importante è la cetil zione degli stoni cioè l'aggiunta di un altro gruppo chimico comunque l'effetto è ancora anche in questo caso che si reprime l'espressione del del DNA il terzo processo che ti dicevo è con l'azione degli RNA non codificanti quindi diciamo Eh se io ti dico RNA tu pensi all mrna soprattutto che è codificante sai no DNA RNA fa questo tipo di RNA questo fa la proteina quindi codifica altri RNA invece non codificano al contrario Vanno ad appaiarsi a quelli codificanti e li silenziano Anche questo è un meccanismo epigenetico Come vedi non avviene sul DNA in questo caso Avviene sul l'rna ma l'effetto finale è comunque che non esprimi certi geni quindi fa parte dell'epigenetica anche questo e qui arriviamo a un'altra cosa importante cioè l'eredità epigenetica o meglio la missione epigenetica che può come dicevo può avvenire nelle cellule somatiche cioè quando le cellule si dividono tramandano questa epigenetica queste modifiche alle figlie ma in alcuni casi anche tra generazioni tra individui vediamo prima il primo caso ti dicevo la cellula del cuore l' patoc quello che ti pare a te nel momento in cui una cellula somatica si divide deve tramandare anche queste modificazioni Ok senò deve ridi differer Enzi Arsi ogni volta non funziona come possibile Ad esempio vediamo la metilazione che ho citato prima che è uno dei tre meccanismi No se io ho una cellula madre che ha il DNA con delle metilazione e per questo lei ha la sua giusta espressione del suo genoma Ok quando la cellula si divide Cosa succede il DNA si divide pure e poi verrà fatto un secondo filamento nuovo complementare a quell'altro Però capisci che quello vecchio si porta dietro le metilazione quello nuovo Non ce le ha e quindi avviene una metilazione ci sono delle metil metilasi di mantenimento degli enzimi che vanno ad aggiungere dei metili sul nuovo filamento in corrispondenza di quelli vecchi Quindi alla fine avrai delle cellule filie con un DNA che ha le stesse metilazione della cellula madre Questo è un esempio di memoria epigenetica delle cellule Quindi è un esempio di come l'ep genoma si perpetui nelle varie linee cellulari oltre questo come ti dicevo è possibile che l'epigenetica si tramandi persino tra generazioni come Allora partiamo da questa premessa Anzitutto se una modificazione arriva al figlio vuol dire che è passata attraverso i gameti In che senso tu nella cellula del sangue dell'osso di quello che ti pare puoi avere tutte le modifiche che vuoi ma se poi queste non non non interessano minimamente il gamete finisce lì Se però vanno nel gamete o vo cita o o spermatozoo queste poi sono quelle che che che daranno il DNA al nascituro e quindi per forza possono essere trasmesse queste modificazioni non solo Cioè questo vale per la mamma e per il papà ovviamente Ma la mamma ha un altro diciamo un'altra responsabilità in questo nel senso che eh facendo lei la gravidanza cosa succede che il l'embrione si sviluppa dentro la mamma ok Quindi la dieta in questo periodo quando si sviluppa l'embrione o l'esposizione a pesticidi metalli pesanti queste cose qua da parte della mamma può andare a modificare A prescindere dal genoma che lei sta dando al al al bambino ma può andare a modificare proprio la sua epigenetica nel momento in cui si sviluppa soprattutto all'inizio quando le cellule sono una o pochissime e lì magari avvengono delle metilazione delle cose che poi questo si porta dietro si chiama eredità epigenetica transgenerazionale hanno negli animali è stato dimostrato hanno visto che certi topi esposti a tossine poi facevano una progenie che manifestava sintomi della malattia Pur non essendo mai stata esposta alle tossine direttamente perché questi topi nati ereditava epigenetiche oppure ci sono topi col gene aguti che tendono essere diabetici e obesi Eh questo è dovuto Evidentemente a carenze di certe metilazione nel DNA però se alla madre viene fornita una dieta ricca di donatori di questi acido folico vitamine del gruppo B I topi che nascono poi non sono sani non hanno queste malattie poi questo epigenoma quando uno nasce non è che se lo deve portare dietro per tutta la vita può cambiare in risposta anche appunto allo stile di vita ai fattori ai fattori ambientali a cui è esposto chimici fisici per esempio il fumo di sigaretta va a alterare lo stato di metilazione di certi Geni in certe cellule e e questo ha delle conseguenze anche non positive c'è da da dire però che questa particolare cosa è anche irreversibile Ad esempio se uno smette di fumare per tanto tempo poi queste metilazione tornano normali quindi riassumendo possiamo dire che la genetica a prescindere da come ti comporti cosa male è quella dall'inizio fino alla fine l'epigenetica cambia in base allo stile di vita In base allo sviluppo certo tende a essere più non è un cambiamento a breve termine come dicevo non cambia tanto da un giorno all'altro un cambiamento più costitutivo Però sicuramente eh può cambiare anche lei nel corso del tempo nello sviluppo cambia Pensa che se visto che nei neonati il grado di metilazione è altissimo rispetto agli adulti e negli anziani è ancora meno Quindi proprio siamo programmati in modo che il nostro epigenoma cambi e quando parlo di variazioni di questo epig genoma non parlo solo di caratteristiche tipo Tipo i gemelli monozigoti stesso identico DNA però a volte vedi che non non sono si assomigliano tantissimo ma ci sono delle differenze una mamma li li li distingue ad esempio eh eh quelle potrebbero essere dovute all'ep gentica Ok però non necessariamente sono differenze cattive o buone sono differenze così a volte invece l'epigenetica può anche predisporre alle malattie se visto che un'alterazione epigenetica è correlata al allo sviluppo di ritardo mentale o di certe forme di cancro prendi il cancro Sai gli oncosoppressori sono geni che vanno a tenere a bada la proliferazione delle C cellule Quindi con anticancro diciamo però se questi oncosoppressori vengono metil lati più del dovuto e smettono di funzionare quindi il cancro ha un via libera quindi capisci che è importante dall'altra parte L'uomo forte di queste nozioni l'essere umano sta sviluppando del dei dei farmaci basandosi sull'epatite pristinare l'ep genoma delle cellule del tumorali e queste tornano a essere sane non c'è neanche bisogno di distruggerle quindi è molto promettente questa cosa proprio una riprogrammazione epigenetica penso di aver detto un po' tutto quello che volevo dire su questo argomento Io ti ringrazio veramente se hai visto tutto il video perché immagino che è anche faticoso sono concetti molto densi diciamo e ti invito a lasciare un commento iscriverti al canale perché perché questo è importante cioè la passione deriva ovviamente da dentro No è la mia genetica ma il supporto invece viene da fuori e quindi nella mia metafora Voi sareste l'epigenetica che è molto importante Comunque ti ringrazio e ci vediamo al prossimo video [Musica]