Épigénétique
L'épigénétique est l'étude des changements dans l'activité des gènes qui ne sont pas causés par des modifications de la séquence d'ADN. C'est l'étude de l'expression des gènes, la façon dont les gènes produisent leurs effets phénotypiques.
Ces changements dans l'activité des gènes peuvent se poursuivre pendant le reste de la vie de la cellule et peuvent également durer pendant plusieurs générations de cellules, par le biais de divisions cellulaires. Cependant, il n'y a pas de changement dans la séquence d'ADN sous-jacente de l'organisme. Au contraire, des facteurs non héréditaires font que les gènes de l'organisme se comportent (s'expriment) différemment. L'épigénétique fonctionne par des mécanismes spécifiques, tels que la méthylation de l'ADN.
Les facteurs épigénétiques peuvent durer jusqu'à l'âge adulte.
Définitions
Une définition générale est "l'étude de... l'activité des gènes pendant le développement d'organismes complexes". Ainsi, l'épigénétique peut être utilisée pour décrire tout ce qui n'est pas la séquence d'ADN qui influence le développement d'un organisme.
Une définition plus stricte ou plus étroite est "l'étude des changements de la fonction des gènes transmissibles par voie mitotique et/ou méiotique qui ne peuvent être expliqués par des changements de la séquence d'ADN".
Le terme "épigénétique" a été utilisé pour décrire des processus qui ne sont pas héréditaires. La modification des histones en est un exemple. Certaines définitions ne requièrent donc pas d'hérédité. Adrian Bird a défini l'épigénétique comme "l'adaptation structurelle des régions chromosomiques de manière à enregistrer, signaler ou perpétuer des états d'activité altérés". Cette définition inclut les phases de réparation de l'ADN ou de division cellulaire, et les changements stables d'une génération cellulaire à l'autre. Elle exclut d'autres éléments tels que les prions, à moins qu'ils n'affectent la fonction chromosomique.
Le projet d'épigénomique de la feuille de route du NIH utilise cette définition : "...Aux fins de ce programme, l'épigénétique désigne à la fois les modifications héréditaires de l'activité et de l'expression des gènes (dans la descendance des cellules ou des individus) et les altérations stables et à long terme du potentiel de transcription d'une cellule".
En 2008, une définition consensuelle du trait épigénétique, "phénotype stablement héréditaire résultant de modifications d'un chromosome sans altération de la séquence d'ADN", a été établie lors d'une réunion de Cold Spring Harbor.
Un compte rendu fiable et lisible est tiré du journal The Guardian.
Exemples
Le meilleur exemple de changements épigénétiques chez les eucaryotes est le processus de différenciation cellulaire. Au cours de la morphogenèse, les cellules souches généralisées deviennent les lignées cellulaires de l'embryon qui, à leur tour, deviennent des cellules entièrement différenciées. En d'autres termes, un seul ovule fécondé - le zygote - se divise et se transforme en tous les nombreux types de cellules : neurones, cellules musculaires, épithélium, vaisseaux sanguins, etc.
Au fur et à mesure que l'embryon se développe, certains gènes sont activés, tandis que d'autres sont désactivés ou modérés. Ce processus est appelé régulation des gènes. Il existe de nombreuses molécules à l'intérieur du noyau cellulaire qui ont pour fonction d'ajuster la production des gènes.
L'ADN et les histones constituent ce que l'on appelle la chromatine. Les modifications épigénétiques de la chromatine sont copiées lors de la division cellulaire. Cela produit une lignée de cellules, qui sont toutes semblables. C'est ce qu'on appelle un tissu.
La méiose annule les changements épigénétiques et remet le génome dans son état de base, de sorte que le processus se déroule à chaque nouvelle génération. Il existe quelques exceptions à cette règle, mais aucune de ces exceptions n'implique de modifications des séquences de paires de bases de l'ADN.
Ce processus est différent des mutations de l'ADN. Les mutations génétiques modifient la séquence primaire de l'ADN, et les mutations peuvent se produire dans n'importe quelle cellule. Cependant, seules les mutations des cellules impliquées dans la reproduction peuvent affecter la progéniture.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que l'épigénétique ?
R : L'épigénétique est l'étude des changements dans l'activité des gènes qui ne sont pas causés par des changements dans la séquence d'ADN. C'est l'étude de l'expression des gènes, ou de la façon dont les gènes provoquent leurs effets phénotypiques.
Q : Combien de temps durent les changements épigénétiques ?
R : Les changements épigénétiques peuvent rester pour le reste de la vie d'une cellule, et peuvent même durer pour plusieurs générations de cellules à travers les divisions cellulaires.
Q : Y a-t-il un changement dans la séquence d'ADN sous-jacente lorsque l'épigénétique se produit ?
R : Non, il n'y a pas de changement dans la séquence d'ADN sous-jacente d'un organisme lorsque l'épigénétique se produit. Au contraire, des facteurs non héréditaires amènent les gènes à se comporter différemment sans modifier leur composition génétique.
Q : Quels sont les mécanismes utilisés par l'épigénétique pour fonctionner ?
R : L'épigénétique fonctionne par des mécanismes tels que la méthylation de l'ADN.
Q : Les facteurs épigénétiques se poursuivent-ils à l'âge adulte ?
R : Oui, les facteurs épigénétiques peuvent perdurer à l'âge adulte.
Q : Comment les gènes s'expriment-ils différemment en raison de l'épigénétique ? R : Les gènes s'expriment différemment en raison de facteurs non héréditaires qui les amènent à se comporter différemment sans modifier leur patrimoine génétique.
Q : Chaque organisme possède-t-il un ensemble unique de processus épigénétiques ?
R : Oui, chaque organisme possède son propre ensemble unique de processus épigénétiques qui déterminent comment ses gènes seront exprimés au fil du temps et des générations.
