UNIVERZITET ISTOČNO SARAJEVO
MEDICINSKI FAKULTET FOČA
STUDIJSKI PROGRAM STOMATOLOGIJA
Epigenetika
Seminarski rad
Student: Profesor:
Jelena Lukić Prof. Dr Nikolina Elez Burnjaković
Foča, 2022
4
nazivaju ribozomi. Ulogu prevodioca u ovom procesu vrše molekuli RNK koje nazivamo
transportna RNK (tRNK). Svaka tRNK ima tri nukleotida koji štrče sa jedne strane. Nјih nazivamo
antikodon jer mogu da se spare sa samo jednim kodonom na informacionoj RNK. Sa druge strane
molekula tRNK se nalazi ona aminokiselina koja odgovara tom kodonu. Molekuli tRNK se nalaze
slobodni u citoplazmi. Tokom translacije ribozom se pomera duž informacione RNK za po jedan
kodon. Samo ona tRNK koja je komplementarna kodonu koji se čita može da se veže i donese svoju
aminokiselinu. Ta aminokiselina se potom doda rastućem polipeptidnom lancu. Ovaj proces se
ponavlјa dok ribozom ne dođe do stop kodona. Stop kodoni ne kodiraju ni jednu aminokiselinu već
se za njih vezuje oslobađajući protein. Tada se raskida veza između tRNK i polipeptidnog lanca i on
se oslobađa u citoplazmu.
Epigenetski mehanizmi na različite načine mogu onemogućiti ove procese i time sprečiti
proizvodnju određenih proteina.
2.Epigenetika
Tek se nedavno postalo svjesno važnosti epigenomskih struktura u razvoju i pojavi bolesti. Sam
naziv epigenetika (grč. epigenesis - iznad gena) ističe njeno važno svojstvo, da se promjene ne
događaju u DNK sekvenci, a njen tvorac je razvojni biolog Conrad H. Waddington (1942).
Definisao ju je kao granu biologije koja proučava uzročne interakcije između gena i njihovih
produkata koji dovode do nastanka fenotipa.
Prema ovoj definiciji, epigenetika se odnosila na sve molekularne puteve koji moduliraju
ekspresiju genotipa u određeni fenotip. Tokom godina, razvoj nauke doveo je i do velikog napretka
u genetici i boljeg razumijevanja epigenetike kao i do saznanja da iako sve somatske ćelije
organizma imaju isti DNK, obrasci ekspresije gena uveliko se razlikuju između različitih tipova
ćelija, a ti obrasci se mogu klonalno nasljeđivati. Waddington je već 1947. pokrenuo osnivanje
odjeljenja za genetiku u Institutu Edinburgh. Za samo deset godina genetička istraživanja u ovom
institutu postala su prepoznatljiva po vrhunskom kvalitetu, a sam odjel bio je više nego uspješan i
postao je jedan od najvećih odjela genetike u svijetu. Tokom tih godina, Waddington je planirao
stvaranje laboratorija za epigenetiku. U svojoj je namjeri uspio tek 1965., kada je i službeno
osnovana Grupa za epigenetička istraživanja, s Waddingotonom kao počasnim direktorom na čelu.
Nažalost, razvoj ove grupe nije se odvijao u skladu sa njegovom vizijom koja je primarno bila
usmjerena u područje embriologije. Naime, materijalna podrška je bila preusmjerena u ona
područja nauke u kojima su se otkrića temeljila na hibridizacijskim tehnikama vezanim uz
molekule DNK i RNK, koje se u to vrijeme u embriologiji nisu koristile. Waddington je postavio
hipotezu o mogućoj nadopunjivosti epigeneze (stari naziv za embriološki rast i diferencijaciju) i
preformacije, tvrdeći da “...su sve karakteristike odraslog organizma prisutne u oplođenoj jajnoj
ćeliji, ali se trebaju odmotati i razviti ...”. Na temelju toga je razvoj smatrao epigenetičkim
događajem: “…moglo bi se reći da epigenetsku građu ili epigenotip čini niz događaja kroz koje
određeno tkivo prolazi tokom razvoja; znači - određeni organ nastaje zbog ličnih međudjelovanja
genotipa, epigenotipa i spoljašnjih faktora”. Njegove su hipoteze nastajale u vrijeme kada ih
5
tehnički nije mogao potvrditi bez antitijela, bez rekombinantne tehnologije DNK, bez ikakvih
saznanja o tome kako su geni građeni i na koji bi način njihova aktivnost uopšte mogla biti
regulisana. Sve to je dovelo do savremenije definicije epigenetike kao studije o mitotički i mejotički
naslijednim promjenama u funkciji gena, koje se ne mogu objasniti promjenama u DNK sekvenci.
Danas epigenetiku definišemo kao naslijednu i reverzibilnu promjenu funkcije gena, nezavisno o
rasporedu baza u molekulu DNK. Za razliku od epigenomike, koja proučava globalnu sliku epi-
događaja u određenom genomu, epigenetika ima sužen fokus i proučava specifične epi-promjene
vezane za tačno određene gene.
Veliki napredak u epigenetici nastao je 2009. kada je otkrivena grupa enzima Tet proteina sisara
(engl. ten-eleven translocation proteins). Nazvani su po translokaciji koja je čest uzrok raka.
Određeni enzimi iz te grupe proteina učestvuju u demetilaciji DNK čime imaju važnu ulogu u ranoj
fazi razvoja embriona i nastanku polnih ćelija.
3.Epigenetski mehanizmi
Postoji više načina na koje se DNK i histoni oko koje je ona obmotana hemijski markiraju.
Mehanizme kojima se genom markira nazivamo epigenetski mehanizmi. Ni jedan od ovih
mehanizama ne menja sam niz nukleotida unutar DNK. Oni samo predstavlјaju dodatne instrukcije
koje govore ćeliji kako da čita podatke koje već ima zapisane u genetskom materijalu.
Glavni epigenetski mehanizmi su:
1. DNK metilacija
2. Modifikacija histona
3. Mikro RNK
DNK metilacija
DNK metilacija je proces dodavanja metil grupe (CH
3
) na DNK molekul. Ona je najistraženiji
oblik epigenetske modifikacije. DNK metilaciji, pored citozina, može da podlegne i adenin,
međutim ovo je znatno ređe. Zato ćemo se zadržati na CpG metilaciji. CpG mesta su područija
unutar DNK lanca gde se nukleotid citozina javlјa pored nukleotida guanina u 5'-3' smeru (slika 1).
C označava citozin, G guanin, a r fosfatnu grupu koja povezuje ove dve baze. Ovo ne smemo
pomešati sa SG baznim parom povezanim vodoničnim vezama. CpG mesta se nalaze u jednom
lancu DNK dok se CG par odnosi na dvolančanu DNK. Područija u genomu bogata CpG mestima
nazivamo CpG ostrvima. Ona su najčešće definisana kao područija duža od 200 baznih parova sa
udelom guanina i citozina većim od 50%. Ovakva mesta se kod sisara u većini nalaze pri početku
gena, u promotorskoj sekvenci. Promotori su regioni za koje se vezuju transkripcioni faktori i RNK
polimeraza i gde započinje transkripcija. Kao takvi u velikoj meri utiču na proces čitanja gena. Iako
