Muchas de estas diferencias en la expresión génica surgen durante el desarrollo y son retenidas posteriormente a través de la mitosis. Las alteraciones estables de este tipo se dice que son "epigenéticas", porque son heredables en el corto plazo, pero no implican mutaciones del propio ADN.

1. Epigenética: Relación entre
el ambiente y genoma
MC.MG. Sandro Casavilca Zambrano
Patólogo Oncólogo
Doctorando en Neurociencias UNMSM

2. Almouzni, G., Altucci, L., Amati, B., Ashley, N., Baulcombe, D., Beaujean, N.,
… Widschwendter, M. (2014). Relationship between genome and
epigenome--challenges and requirements for future research. BMC
genomics, 15, 487-487
 El Proyecto Genoma Humano se
completó en 2003 y condujo a la
identificación de todos los genes
humanos (Aprox. 30000). Sin
embargo, la pregunta fundamental
que permanece sin respuesta es
¿cómo funcionan los genes y cómo
se regulan?

3. Almouzni, G., Altucci, L., Amati, B., Ashley, N., Baulcombe, D., Beaujean, N., …
Widschwendter, M. (2014). Relationship between genome and epigenome--
challenges and requirements for future research. BMC genomics, 15, 487-487
Más de 200 millones de euros fueron invertidos en proyectos de
investigación e infraestructura a través de Programas Marco. Con el
fin de identificar buenas marcas epigenómicas sustitutivas que
corroboren la influencia de la exposición ambiental sobre el
epigenoma (incluyendo el entorno periconceptivo, estilo de vida,
factores reproductivos, microbiotica, etc.) y permitir la predicción y
prevención del desarrollo de enfermedades

4. Holliday, R., & Pugh, J. E. (1975). DNA modification mechanisms and
gene activity during development. Science, 187(4173), 226-232
Muchas de estas diferencias en
la expresión génica surgen
durante el desarrollo y son
retenidas posteriormente a
través de la mitosis. Las
alteraciones estables de este
tipo se dice que son
"epigenéticas", porque son
heredables en el corto plazo,
pero no implican mutaciones
del propio ADN.

5. Almouzni, G., Altucci, L., Amati, B., Ashley, N., Baulcombe, D., Beaujean, N., …
Widschwendter, M. (2014). Relationship between genome and epigenome--
challenges and requirements for future research. BMC genomics, 15, 487-487
Las condiciones parentales antes,
durante y después de la concepción
(periodo de periconcepción) pueden
inducir cambios epigenéticos en
gametos y embriones. Tales cambios
pueden afectar adversamente la salud
futura, el desarrollo, la productividad y
la fertilidad de los descendientes. La
conexión entre los factores perinatales
y los resultados posteriores en la vida
se ilustra mediante la descripción de la
relación entre el peso al nacer y la
incidencia de enfermedades en la
edad avanzada, como la enfermedad
cardíaca

6. Arthur D. Riggs. (1975). X inactivation, differentiation, and
DNA methylation. Cytogenet. Cell Genet, 14, 9-25
En 1975, Arthur Rigg , propone
a la metilación como el
mecanismo de inactivación del
cromosoma X en mamíferos,
siendo este mecanismo descrito
en bacterias, el responsable de
ciertos eventos permanentes en
las células eucarióticas.

7. Holliday, R., & Pugh, J. E. (1975). DNA modification mechanisms and
gene activity during development. Science, 187(4173), 226-232
Es el mismo año que Holliday y Pugh (Holliday & Pugh, 1975)
plantean que dado que el fenotipo del organismo depende del
genotipo y la contribución genética de ambos progenitores es en casi
todos los casos iguales y dado que el control final del desarrollo
reside en el material genético, el programa real debe estar escrito en
secuencias de bases en el ADN. También está claro que los
componentes citoplásmicos pueden tener una poderosa influencia en
la expresión génica y el desarrollo

8. Holliday, R., & Pugh, J. E. (1975). DNA modification mechanisms and
gene activity during development. Science, 187(4173), 226-232
Las influencias externas en los
procesos epigenéticos se
observan en los efectos de la
dieta en enfermedades a largo
plazo como el cáncer. Así, los
mecanismos epigenéticos
parecen permitir que un
organismo responda al medio
ambiente a través de cambios
en la expresión génica

9. Jaenisch, R., & Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene
expression: how the genome integrates intrinsic and environmental
signals. Nature genetics, 33 Suppl(march), 245-254
Lo que hay que explicar es la variedad de estímulos que pueden
provocar cambios epigenéticos, que van desde la progresión
del desarrollo y el envejecimiento hasta la infección viral y la
dieta. Se ha propuesto que las enfermedades de larga latencia
del sistema nervioso, como la esclerosis múltiple, las psicosis
mayores, la ELA (esclerosis lateral amiotrófica) o la enfermedad
de Huntington, puedan tener una base epigenética

10. Jaenisch, R., & Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene
expression: how the genome integrates intrinsic and environmental
signals. Nature genetics, 33 Suppl(march), 245-254
Aunque altamente
especulativo, es posible que
factores externos tales como
la dieta puedan resultar en la
acumulación de cambios
epigenéticos durante años y
acelerar la manifestación de
tales enfermedades en
individuos genéticamente
comprometidos

11. Jaenisch, R., & Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene
expression: how the genome integrates intrinsic and environmental
signals. Nature genetics, 33 Suppl(march), 245-254
Se cree que las interacciones gen-ambiente mediada por
modificaciones epigenéticas del genoma y ​​los cambios
epigenéticos del genoma, a menudo surgen en respuesta
a los cambios en el medio ambiente. A diferencia de los
cambios genéticos, los cambios epigenéticos son más
dinámicos y a menudo son reversibles, dependiendo de la
existencia o eliminación de los factores inductores

12. Jaenisch, R., & Bird, A. (2003). Epigenetic regulation of gene
expression: how the genome integrates intrinsic and environmental
signals. Nature genetics, 33 Suppl(march), 245-254
Las interacciones entre genes y el medio ambiente
pueden alterar las actividades de los genes y dar
lugar a cascadas de eventos celulares para facilitar la
adaptación de una célula individual a su entorno

13. Mendizabal, I., Keller, T. E., Zeng, J., & Yi, S. V. (2014). Epigenetics
and evolution. Integrative and Comparative Biology, 54(1), 31-42
Si bien los mecanismos
epigenéticos
tradicionalmente han sido
estudiados en los ámbitos
del desarrollo y la
enfermedad, también
pueden desempeñar un
papel importante en los
procesos ecológicos y
evolutivos

14. Mendizabal, I., Keller, T. E., Zeng, J., & Yi, S. V. (2014). Epigenetics
and evolution. Integrative and Comparative Biology, 54(1), 31-42
Los análisis comparativos de los
seres humanos y especies de
primates estrechamente
relacionados muestran que las
regiones genómicas que muestran
divergencia evolutiva de la
metilación del ADN se enriquecen
para el desarrollo y
especializaciones de tejidos. Una
importante cuestión es cómo los
patrones epigenéticos se
transmiten entre las generaciones
y la dinámica evolutiva del
impacto

15. Liu, L., Li, Y., & Tollefsbol, T. O. (2008). Gene-environment
interactions and epigenetic basis of human diseases. Current Issues
in Molecular Biology, 10(1), 25-36
Liang Liu y Tollefsbol (2008), plantean que la mayoría de los
genes eucarióticos se empaquetan en las estructuras de la
cromatina, lo que conduce a altas condensaciones de los genes
que requieren procesos dinámicos de remodelación de la
cromatina para facilitar su transcripción. La metilación del ADN y
las modificaciones de las histonas representan dos de los
principales procesos de remodelación de la cromatina. También
sirven para integrar las señales ambientales de las células para
modular la producción funcional de su genoma

16. Liu, L., Li, Y., & Tollefsbol, T. O. (2008). Gene-environment
interactions and epigenetic basis of human diseases. Current Issues
in Molecular Biology, 10(1), 25-36
La Metilación no modifica el genoma, se produce
principalmente en citosinas localizadas en dinucleótidos CpG,
las modificaciones postraduccionales de las proteínas
histonas son mucho más complejas y Afectan a múltiples
residuos (Arg, Lys, Pro, Ser) en más de 30 sitios dentro de las
colas N-terminales de Histonas. En conjunto, estos cambios
son ahora colectivamente Denominados mecanismos
epigenéticos.

17. Liu, L., Li, Y., & Tollefsbol, T. O. (2008). Gene-environment
interactions and epigenetic basis of human diseases. Current Issues
in Molecular Biology, 10(1), 25-36
El síndrome metabólico (MetS) es
una combinación de trastornos
médicos que aumentan el riesgo
de enfermedades crónicas
comunes como la obesidad, las
enfermedades cardiovasculares y
la diabetes. También se conoce
como síndrome X, síndrome de
resistencia a la insulina, síndrome
de obesidad o síndrome de
Reaven

18. Liu, L., Li, Y., & Tollefsbol, T. O. (2008). Gene-environment
interactions and epigenetic basis of human diseases. Current Issues
in Molecular Biology, 10(1), 25-36
La teoría de la base fetal de la
enfermedad de adultos (FeBAD)
propone que los trastornos
metabólicos tienen un origen en el
desarrollo y están relacionados con la
nutrición temprana durante la
gestación y la lactancia (Hales y Barker,
2001). Esta teoría ha obtenido un
amplio apoyo de estudios
epidemiológicos recientes que
muestran que la desnutrición fetal, el
bajo peso al nacer y la obesidad en
humanos están asociados con un
mayor riesgo de diabetes, insuficiencia
cardíaca congestiva y accidente
cerebrovascular

19. Rutten, B. P. F., & Mill, J. (2009). Epigenetic mediation of
environmental influences in major psychotic disorders.
Schizophrenia Bulletin, 35(6), 1045-1056
Bart Rutten y Jonathan Mill (2009), resumen la evidencia actual apoyando el
papel de los procesos epigenéticos en la esquizofrenia y el trastorno bipolar
y describen cómo pueden mediar la acción de los riesgos ambientales
conocidos para los trastornos psicóticos principales. Estos aspectos son de
importancia clave para la psiquiatría clínica dada la reversibilidad potencial
de las marcas epigenéticas bajo la influencia de la nutrición, los factores
sociales, las intervenciones conductuales y las drogas. Además de ser
mitóticamente heredable, hay evidencia de que los mecanismos
epigenéticos pueden ser heredables durante la meiosis en los seres
humanos y por lo tanto, potencialmente transmitidos a través de
generaciones

20. Rutten, B. P. F., & Mill, J. (2009). Epigenetic mediation of
environmental influences in major psychotic disorders.
Schizophrenia Bulletin, 35(6), 1045-1056
En base a la evidencia
actualmente disponible de la
investigación animal y humana,
nos centramos aquí en
ejemplos de factores
ambientales supuestamente
asociados con la esquizofrenia y
el trastorno bipolar, para los
cuales existe evidencia para
sugerir una vía a través de
mecanismos epigenéticos del
aumento del riesgo de
trastornos psicóticos mayores

21. Rutten, B. P. F., & Mill, J. (2009). Epigenetic mediation of
environmental influences in major psychotic disorders.
Schizophrenia Bulletin, 35(6), 1045-1056
La avanzada
edad
paterna
Deficiencia
Nutricional-
Folato y
Factores
Alimenticios
Relacionados
Entorno de
Crianza y
Abuso
Infantil
Cannabis y
abuso de
otras drogas

22. Aguilera, O., Fernández, A. F., Muñoz, A., & Fraga, M. F. (2010).
Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of
applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 109(1), 243-251
La epigenética abarca todos los mecanismos implicados en el
despliegue del programa genético para los muchos procesos que
operan durante la vida útil de una célula. Aunque las
modificaciones epigenéticas parecen ser estables, pueden ser
moduladas por muchos factores, incluyendo las condiciones
fisiológicas y patológicas y por el medio ambiente

23. Aguilera, O., Fernández, A. F., Muñoz, A., & Fraga, M. F. (2010).
Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of
applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 109(1), 243-251
Para entender el impacto del ambiente
en el epigenótipo, es necesario
considerar dos escenarios: el
desarrollo embrionario y la vida adulta.
La necesidad de diferenciar entre vida
prenatal y posnatal surge del impacto
diferencial que un cambio epigenético
puede tener sobre el organismo

24. Aguilera, O., Fernández, A. F., Muñoz, A., & Fraga, M. F. (2010).
Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of
applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 109(1), 243-251
En principio, los cambios epigenéticos
que ocurren durante el desarrollo
embrionario tendrán un impacto
mucho mayor en el estado
epigenético global del organismo
porque, como pueden ser
transmitidos a través de divisiones
mitóticas consecutivas, las
alteraciones ocurridas en células
madre embrionarias individuales
afectarán a muchas más células que
en las células adultas del tallo y / o
somáticas durante el desarrollo
postnatal

25. Aguilera, O., Fernández, A. F., Muñoz, A., & Fraga, M. F. (2010).
Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of
applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 109(1), 243-251
Las condiciones ambientales durante el desarrollo embrionario
deben ser determinadas principalmente por dos factores:
1) Los fenotipos específicos de la madre y la placenta, que
determinan las características, como el tamaño del útero y
la disponibilidad de nutrientes
2) El estilo de vida de la madre, que determina los factores
ambientales a los que está expuesto el embrión

26. Aguilera, O., Fernández, A. F., Muñoz, A., & Fraga, M. F. (2010).
Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of
applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 109(1), 243-251
En el ser humano, los factores
ambientales que pueden
afectar el estado epigenético
durante la vida adulta pueden
dividirse en cuatro grupos:
dieta, lugar de residencia y/o
lugar de trabajo, tratamientos
farmacológicos y hábitos no
saludables

27. Champagne, F. A. (2012). Interplay Between Social Experiences and
the Genome: Epigenetic Consequences for Behavior (1.a ed., Vol.
77). Elsevier Inc
Frances A. Champagne (2012) en su artículo “Interplay Between
Social Experiences and the Genome: Epigenetic Consequences for
Behavior”, nos habla de como las experiencias sociales pueden
tener un efecto persistente en los procesos de diversidad
fenotípica. La variación en la regulación de genes ha surgido como
un mecanismo a través del cual la interacción entre el ADN y los
ambientes conduce a la codificación biológica de estas
experiencias

28. Champagne, F. A. (2012). Interplay Between Social Experiences and
the Genome: Epigenetic Consequences for Behavior (1.a ed., Vol.
77). Elsevier Inc
La interrupción de la
relación padre-bebé puede
conducir a deficiencias en el
apego, la formación de una
relación con un cuidador
primario que promueve el
desarrollo social y
emocional, con efectos
subsecuentes sobre el riesgo
de la psicopatología

29. Kundakovic, M., & Jaric, I. (2017). The Epigenetic Link between
Prenatal Adverse Environments and Neurodevelopmental
Disorders. Genes, 8(104)
Los entornos adversos
prenatales, (Kundakovic & Jaric,
2017) como el estrés materno,
las exposiciones toxicológicas y
las infecciones virales, pueden
perturbar el desarrollo normal
del cerebro y contribuir a
trastornos del desarrollo
neurológico, como la
esquizofrenia, la depresión y el
autismo

30. Gracias