Tot està als gens, o no?
Encara que s'ha avançat molt en els últims anys en el camp de la genètica, encara hi ha moltes incògnites per descobrir. En aqueix sentit arriba amb força l'epigenètica, per a explicar-nos com l'ambient pot alterar l'ADN de les plantes sense arribar a modificar la seua estructura.
L’auge de la genètica
Avui dia els progressos en tecnologia estan suposant molts avanços en quasi tots els camps de la ciència. No obstant açò, si hi ha un en el qual es veuen reflectits exponencialment els coneixements adquirits recentment és el camp de la genètica.
Si bé fa una dècada estàvem en plena expansió de coneixements genètics gràcies a tecnologies capdavanteres que ens permetien seqüenciar ADN en poc de temps, com la PCR, ara amb la tècnica de CRISPR s’han superat noves barreres del coneixement impensables en aquella època.
Encara així, és moment d’anar una mica més enllà i obrir nous camps d’estudi. És ací on entra l’epigenètica per a intentar entendre alguns processos que ocorren en els organismes que no poden ser explicats a través de la genètica clàssica pròpiament dita. Parlem de canvis heretables en l’ADN i les histones, que no canvien la seqüència de nucleòtids però sí la condensació i estructura de la cromatina.
Tot i que el significat d’aquestes modificacions encara no ha sigut comprès per complet, l’acetilació i metilació dels residus de lisina d’aquestes histones són marques moduladoras clau per a l’expressió o no dels gens.
En el cas de les espècies vegetals podem trobar marques epigenètiques que afecten a diferents processos vitals, com pot ser la floració o la resposta defensiva a patògens no virals, i que es troban al punt de mira dels estudis més recents.
Influència de l’ambient en la floració i resposta defensiva de les plantes
Un dels casos millor coneguts de control epigenètic en resposta a canvis ambientals està relacionat amb el paper del fred en la floració. La clau d’aquest ajust resideix en un mecanisme conegut com vernalització, el qual fa referència a la quantitat mínima d’hores de fred necessàries perquè es produïsca l’obertura floral.
El control epigenètic d’aquest procés es basa en el silenciamient progressiu i estable al llarg de l’hivern d’un gen denominat FLC, (FLOWERING LOCUS C) el qual és un repressor de la floració. Per tant, en arribar la primavera aquest gen està completament silenciat i permet la floració i la formació de fruits.
No obstant açò, aquest gen torna a activar-se als embrions continguts en les llavors i així assegura que la descendència puga experimentar al seu degut temps la vernalització.
Quant a la resposta defensiva de les plantes, altres estudis han revelat que l’exposició a estrès provoca metilacions i desmetilacions d’ADN que regulen els gens necessaris per a que s’active. Normalment es troben metilats i per tant inactius, però quan es veuen en perill són activats mitjançant l’enzim ADN-desmetilasa ROS1 (REPRESSOR OF SILENCING 1). Per exemple, existeixen espècies vegetals que produeixen substàncies tòxiques com a defensa química en ser amenaçades per un organisme paràsit.
Herència de les modificacions epigenètiques
La majoria d’aquests canvis epigenètics induïts per l’ambient són transitoris i acaben sent eliminats. No obstant açò, algunes poden persistir als gàmetes i transmetre’s a la descendència.
En plantes sol ser més freqüent que en animals, degut a que aquestes desenvolupen els seus gàmetes a partir de cèl·lules somàtiques en l’etapa adulta, la qual cosa podria facilitar que aquests canvis epigenètics es transmeteren a la descendència.
També s’ha comprovat que hi ha transmissió del que podríem cridar “memòria d’estrès” en el món vegetal, encara que s’ha posat en dubte que açò signifique un avantatge adaptatiu, ja que obtenir els gens de defensa pre-activats suposaria un cost energètic molt alt si l’estrès no tornara a repetir-se en eixa generació. És a dir, les espècies vegetals s’estarien veient obligades a defensar-se d’una cosa que encara no les ha amenaçat.
Per tant, com hem vist en aquests exemples, l’epigenètica està emergint com un possible mecanisme de regulació genètica influïda per l’ambient. Segurament estiguem davant l’explicació de molts processos encara sense comprendre del món genètic i, amb açò, s’aconseguisquen grans avanços en camps com la medicina i la producció de fàrmacs.
