Epigenetiskt arv

Sammanfattning: Epigenetik är den del av genetiken som behandlar förändringar i genuttryck som är oberoende av förändringar i DNA-sekvensen. Det som styr vilka gener som uttrycks och får effekt på fenotyp har studerats av forskare sedan 70-80-talet. Området beskrivs som en bro mellan arv och miljö, då det har diskuterats i vilken grad externa faktorer kan influera genuttryck samt huruvida förändringarna kan ärvas till avkomma. Den här litteraturstudien ämnar granska litteraturens underlag för epigenetiska mekanismers funktion och vilken betydelse de har för en individs fenotyp. Vidare behandlas i vilken utsträckning epigenetisk information överförs till framtida generationer samt miljöns inflytande på epigenetiken. De epigenetiska mekanismer som redovisas här är DNA-metylering, histonmodifiering och RNA-molekylers effekter. Vid DNA-metylering sker addition av metylgrupper till kvävebasen cytosins 5’-position i DNA-sekvenser där cytosin direkt angränsar till guanin, så kallade CpGöar. Förändringen är associerad med inhibering av transkription. Histonmodifiering sker genom addition av kemiska grupper till histonernas histonsvansar genom bland annat metylering, acetylering och fosforylering. Det varierar vad förändringen får för effekt på genuttrycket. Effekter medierade av RNA-molekyler sker genom att molekylerna aktiverar nedbrytning av mRNA alternativt inhiberar translationen av mRNA till protein. Samtliga granskade epigenetiska mekanismer är associerade med effekt på fenotyp. Genom en studie utförd på enäggstvillingar kunde epigenetiska förändringar sammankopplas med fenotypiska skillnader hos isogena individer. Överföring av epigenetisk information sker vid mitos genom replikation i samband med klassisk DNA-replikation, samt genom till exempel X-inaktivering. Transgenerationell nedärvning av epigenetiska förändringar sker vid meios bland annat genom självbevarande system, genetisk prägling och paramutation. Miljöfaktorer som diet, stress och exponering för kemikalier har visat sig påverka epigenomet och är i somliga fall associerade med utveckling av sjukdom. Genom en studie på honungsbin upptäcktes att utvecklingen från larvstadie till bidrottning alternativt arbetsbi styrs genom epigenetiska mekanismer förmedlade av diet. Råttmödrars beteende under digivningsfasen visade sig ha effekt på råttungarnas epigenetiska markeringar och påverkade hur de reagerade på stress som vuxna. Fenotyp i form av förändrad reaktion på stress hos möss visade sig ärvas vidare till avkomman genom överföring av epigenetiska markeringar. Patologiska tillstånd som metaboliska störningar, cancer och reproduktionsproblem har associerats med olika miljöfaktorer och har dessutom visat sig påverka efterkommande generationer. Sammanfattningsvis demonstrerar litteraturunderlaget att miljöfaktorer påverkar fenotyp hos en individ genom epigenetiska mekanismer, vilka dessutom kan leda till effekter på framtida generationer. Kunskap i området kan anses viktigt inom många humanmedicinska såväl som veterinärmedicinska områden, kanske främst för forskning på genetiska sjukdomar. Om inkorporerat i veterinärmedicin och husdjurvetenskap kan vetskap om epigenetikens funktion bidra till god djurvälfärd.