Epigenética
O campo da epigenética se tornou uma área focal essencial para cientistas que trabalham com câncer, doenças neurodegenerativas e pesquisas sobre dependência química. Os mecanismos epigenéticos envolvem a ativação ou repressão temporária da expressão gênica. Curiosamente, essas alterações podem ser transmitidas de uma geração para outra, mesmo que elas não alterem permanentemente a sequência de DNA. Os três principais mecanismos dentro da epigenética são a metilação de DNA, a modificação de histonas e a regulação de RNA.
Metilação de DNA
A metilação de DNA é o mecanismo mais conhecido da epigenética. Ela se caracteriza tipicamente por envolver uma enzima metiltransferase que auxilia na adição de um grupo metila na posição cinco da citosina (C5). Essa adição ocorre principalmente nos dinucleotídeos citosina-fosfato-guanina (CpG). No entanto, também é registrada a metilação de dinucleotídeos não CpG. A análise da metilação do DNA, em geral, é realizada para ajudar a entender a expressão gênica. Exemplos desse tipo de análise incluem a quantificação da metilação através da digestão do DNA, com subsequente análise por HPLC e espectrometria de massa, ou utilizando a conversão por bissulfato de sódio seguida de sequenciamento de PCR e análise.
Modificação de histonas
A modificação de histonas é um outro mecanismo epigenético clássico. Esse mecanismo envolve diversas formas de alteração das histonas por acetilação, metilação, fosforilação e outros mecanismos que afetam a expressão gênica. As histonas são proteínas que, juntamente com o DNA, compõem os nucleossomos. O empacotamento dos nucleossomos gera a cromatina que compõe os cromossomos. Em geral, a modificação de histonas ocorre na cauda N-terminal das histonas e ocorrem em altas proporções nos aminoácidos lisina ou arginina. Uma forma de estudar a regulação epigenética é através de ensaios de imunoprecipitação de cromatina (ChIP, do inglês chromatin immunoprecipitation).
Regulação de RNA
Sabe-se ainda pouco sobre a regulação do RNA em comparação com os outros mecanismos epigenéticos. Acredita-se que a sinalização por meio de RNA desempenhe um papel na epigenética por meio da regulação da estrutura da cromatina. Pesquisadores estão investigando os meios pelos quais o mRNA e especificamente o RNA não codificante e o micro RNA regulam a expressão gênica. Além disso, o isolamento de cromatina por purificação de RNA (ChIRP, do inglês Chromatin isolation by RNA purification) ou por imunoprecipitação de RNA (RIP, do inglês RNA immunoprecipitation) podem ser usados para entender a relação entre a cromatina e o RNA, e o papel que o RNA desempenha na epigenética.
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