EPIGENETICA. L`informazione GENETICA stabilisce il piano di

EPIGENETICA.
L'informazione GENETICA stabilisce il piano di lavoro con la struttura dei geni cioè
il progetto per la costruzione delle proteine necessarie per l'ottimale funzionamento
delle cellule del corpo, mentre l'EPIGENETICA, che fa parte della BIOLOGIA
MOLECOLARE, fornisce le istruzioni per sviluppare questo progetto controllando
che le modalità con cui vengono prodotte le proteine siano corrette nei tempi e nei
modi richiesti dalle variabili condizioni ambientali in cui il nostro organismo si viene
a trovare nel corso della vita.
Mentre la struttura dei geni rimane stabile nel tempo, salvo rare mutazioni dovute ad
errori di trascrizione del DNA, l'informazione epigenetica é suscettibile di
cambiamenti a seconda delle nostre interazioni con gli stimoli forniti dall'ambiente.
Gli effetti extrascheletrici della vit. D sull'organismo umano sono condizionati dal
raggiungimento nel siero di un livello superiore a 30ng/ml affinché il suo metabolita
attivo il Calcitriolo[1-25(OH)2 vit D3] possa esercitare la sua funzione di ormone sui
recettori specifici della vit.D presenti nel nucleo delle cellule della maggior parte dei
tessuti del nostro corpo.
Il complesso formato dal Calcitriolo e dal recettore nucleare specifico (VDR) agisce
come fattore di trascrizione nucleare su specifici segmenti del DNA regolando
l'espressione di circa 200 geni; lo strumento per mezzo del quale si decide quale
gene debba produrre una determinata proteina e quindi il gene si "accenda" viene
detto REGOLAZIONE GENICA.
I geni non sono tutti accesi contemporaneamente; la loro attività cambia a seconda
delle circostanze della vita, del tipo di organo interessato, del clima, dello stress,
dell'alimentazione. L'ambiente non solo condiziona le nostre abitudini ma può anche
modificare l'espressione del nostro DNA senza però alterarne la struttura.
Errori nel silenziamento di alcuni geni possono alterare l'organizzazione spaziale
della cromatina che a sua volta può determinare l'inibizione di alcuni geni che
agiscono come soppressori di neoplasie oppure di altri geni responsabili della
riparazione del DNA alterato. Non a caso questi errori sono stati trovati in molti tipi
di tumori.
Esistono molti tipi di regolazione dell'espressione genica:
1) METILAZIONE del DNA a livello di una delle basi nucleotidiche, per lo più la
citosina, inattiva selettivamente il processo di trascrizione.
2) MODIFICAZIONE DELLA STRUTTURA DELLA CROMATINA dovuta agli
ISTONI, proteine associate ai cromosomi, che rendono il DNA più compatto e
quindi meno accessibile all'apparato trascrizionale (eterocromatina).
L'acetilazione degli istoni provoca la decondensazione della cromatina favorendo
quindi la trascrizione, mentre la metilazione lo inibisce.
3) RNA EPIGENETICO diverso dal più noto RNA messaggero.
4) IMPRINTING GENOMICO: é una regolazione epigenetica del dosaggio
genico generalmente nella linea germinale.
I cibi ricchi di folati (vit.B9), fonti metiliche della dieta, sono le verdure a foglia
verde, le barbabietole, gli agrumi e le fragole. Anche la vit.B12, presente nel pesce,
nella carne, nel latte e nelle uova é in grado di fornire gruppi metilici.
Zhu ed altri hanno analizzato la metilazione del DNA dei leucociti tra i soggetti
carenti di vit.D (< 10ng/ml) e controlli di adolescenti afro americani di pari età con
livelli sierici di vit. D > 30 ng/ml; sono stati identificati alcuni geni i cui livelli di
metilazione erano molto elevati nei soggetti carenti di vit.D: essi erano il DHCR7 (7
deidrocolesterolo enzima reduttasi), il CYP2R1 (enzimi epatici microsomiali 25
idrossilasi) e il CYP24A1 (24 enzima idrossilasi), ognuno dei quali é coinvolto nel
metabolismo della vit.D.
L'ipermetilazione del gene DIO3, coinvolto nel metabolismo della tiroide é stata
riscontrata nel gruppo di pazienti carenti di vit.D. Anche i tumori ematologici
presentano un alto livello di metilazione di questo gene.
Quello che resta da chiarire é se le variazioni del livello di metilazione siano la causa
o la conseguenza della carenza della vit. D.
L'Epigenetica, vera grande novità nel mondo della biologia, potrà dirci qualche cosa
di nuovo sugli effetti extrascheletrici della vit.D con ulteriori studi di alta qualità
randomizzati e controllati.
Questi lavori potrebbero essere condotti seguendo lo schema della GENOMICA
FUNZIONALE che studia i meccanismi patogenetici facendo uso di tecniche che
permettono di individuare il complesso dei geni, delle proteine e dei metaboliti che
caratterizzano uno specifico stato funzionale delle cellule e dei tessuti sia durante la
malattia che nello stato di benessere.
Per quanto riguarda la gravidanza, la neonatologia e la pediatria si può dire che la
"programmazione fetale" e la "plasticità dello sviluppo" sono i due concetti
basilari della Epigenetica
Sono necessari i dettagli metabolici di come la supplementazione materna della vit.D
influenza il metabolismo del feto e la sua salute.
Il DNA non ha il controllo del programma genetico dell'individuo, bensì contiene una
moltitudine di informazioni potenziali derivate da miliardi di anni di evoluzione
molecolare, mentre invece la programmazione genetica definitiva del singolo
individuo si costruisce nei nove mesi dell'ontogenesi fetale sulla base delle
informazioni provenienti dalla madre e dall'ambiente perché le cellule in via di
differenziazione sono estremamente plastiche e sensibili alle diverse marcature
epigenetiche che definiscono il programma base per la costruzione del nostro
fenotipo.