Dziedziczenie pozagenowe
Z dziedziczeniem zazwyczaj kojarzy nam się genetyka. To geny są odpowiedzialne za przekazywanie cech z pokolenia na pokolenie, za dziedziczenie chorób, skłonności itp. Obecnie powszechnie sądzi się, że wszystkie cechy dziedziczne organizmów, począwszy od ich budowy i cech fizjologicznych, aż po instynkty, talenty i skłonności, są wynikiem występowania w komórkach odpowiednich zakodowanych w genach białek.
Pogląd ten usuwa nieco w cień naszą możliwość dokonywania wyboru. Oto bowiem niewielki wpływ mamy na to, czy rozwinie się u nas skłonność do jakichś chorób, na które cierpieli nasi rodzice albo dziadkowie. Genom ma być planem organizującym i zarządzającym rozwojem naszego ciała, ma determinować nasz wygląd, zdrowie, psychikę, a do tego jeszcze przed naszymi narodzinami.
Tymczasem profesor Richard Francis w swej książce „The Ultimate Mystery of Inheritance” dowodzi, że geny można kształtować. Nie są one sztywnym planem. Pod koniec ubiegłego wieku Hans Driesch prowadził badania nad embrionami jeżowców (jeżowce, to kuliste zwierzęta morskie pokryte ruchomymi wapiennymi kolcami, zamieszkują dna bardzo słonych zbiorników wodnych). Odkrył, że jeśli z jakiegoś miejsca embrionu usunie się komórki i wszczepi je w inne miejsce, to ich funkcja ulega zmianie. Na przykład komórki usunięte z miejsca, w którym powinny się wykształcić kolce, wszczepione następnie w miejsce powstawania jamy gębowej biorą dział w budowie jamy gębowej nie tworząc w tym miejscu kolca. Wynika z tego, że budowa komórki nie jest zdeterminowana genetycznie, a sygnały wysyłane przez sąsiednie komórki uruchamiają odpowiednie geny zawarte w komórce. A zatem, to komórka kontroluje geny, a nie geny komórkę. Odkrycie to nazwano komórkową ekspresją genów. Polega ona na tym, że ładunek genetyczny w komórce jest stały, lecz jaki gen zostanie uruchomiony lub „stłumiony” zależy od samej komórki.
Profesor Francis wyjaśnia w swej książce czym jest tak zwana „zwykła” regulacja genetyczna dokonywana przez androgeny podczas rozwoju, lub w sytuacjach niezwykłych (na przykład przy zażywaniu steroidów).
Na przykład właściwy poziom testosteronu modyfikuje ekspresję genów, podwyższony zaś poziom testosteronu modyfikuje ją nadmiernie i mięśnie bardziej się rozwijają, zanikają jądra oraz pojawia się niekontrolowana agresja. Wynika z tego, że sterydy wpływają na komórki ciała modyfikując aktywność genetyczną. Dzieje się to w małej przestrzeni czasowej i dotyczy komórek człowieka zażywającego sterydy nie przenosząc się na jego potomstwo.
Okazuje się jednak, że ekspresja genów ma miejsce nie tylko w przypadku ingerencji w organizm za pomocą substancji chemicznych, lecz dużą rolę w tym procesie mogą odegrać czynniki społeczne! Pod koniec ubiegłego wieku uczeni podjęli badania nad wpływem statusu społecznego na geny.
Badania prowadzone były na pewnym gatunku pielęgnic afrykańskich, w których populacji występują samce dwóch typów. Pierwszy typ ma piękne ubarwienie, nadmiar testosteronu i sprawuje władzę na swym terenie. Drugi typ nie posiada własnego terytorium i wygląda niepozornie. Posiada niski poziom testosteronu i jest niepłodny.
Uczeni ustalili, że modyfikując otoczenie samca można zmienić jego poziom testosteronu, a co za tym idzie jego funkcję społeczną. Po umieszczeniu samca dominującego w akwarium z podobnymi samcami, lecz o wiele większymi, obiekt eksperymentu tracił ubarwienie, jego jądra i neurony zmniejszały się, a sam on przestawał być dominujący. Kiedy zaś bezpłodnego samca umieszczano w akwarium z samicami i mniejszymi samcami, szybko stawał się płodnym, dominującym samcem.
Dowodzi to faktu, że kontekst może wpływać na funkcjonowanie genów. Profesor Richard Francis twierdzi, że wydarzenia z dzieciństwa mogą zdeterminować sposób reakcji genów w jakiejś sytuacji wiele lat później.
W 1944 roku naziści zablokowali dostawy żywności do Holandii. Zniszczyli transporty, a pola uprawne zalali wodą. Dzieci, które w okresie tego wielkiego głodu znajdowały się jeszcze w łonach matek o wiele częściej chorowały później na schizofrenię, zaburzenia osobowości i inne choroby psychiczne. Nawet po upływie pół wieku nadal stanowiły grupę zagrożoną otyłością. Nie było to związane z tym, że ludzi ci urodzili się osłabieni, ponieważ głód do dzisiaj ma wpływ na życie Holendrów, i to nawet tych, którzy urodzili się po opisywanych wydarzeniach.
Podjęto badania mające na celu odnalezienie genów, które uległy zmodyfikowaniu u osób, które przeżyły okres głodu. Analizując komórki krwi dorosłych, którzy przeżyli głód będąc w łonie matki, uczeni odkryli niezwykłe zjawiska epigenetyczne na genie kodującym insulinopodobny czynnik wzrostu typu 2 (FCI2). Hormon ów ma duży wpływ na rozwój płodowy. Gen FCI2 u osób, które głodowały inaczej przyłącza grupy metylowe niż w przypadku osób, które nie cierpiały głodu. Może być to przyczyną kłopotów zdrowotnych, które pojawiły się wiele dziesięcioleci po ustaniu wielkiego głodu.
Analiza szwedzkich archiwów dowodzi z kolei, że wnuki płci męskiej ze strony ojca, których ojcami byli mężczyźni cierpiący wcześniej głód, były mniej podatne na choroby układu sercowo-naczyniowego niż wnuki mężczyzn normalnie odżywiających się.
Epigenetyka wyjaśnia w jaki sposób materiał genetyczny reaguje na zmiany środowiskowe. Przykładem są rośliny. Mają one zadziwiającą zdolność do zapamiętywania zmian zachodzących w określonych porach roku. Okazuje się, że niska temperatura panująca zimą wywołuje u nich zmiany strukturalne w budowie chromatyny tłumiąc geny odpowiedzialne za kwitnienie (w przypadku Arabidopsis thaliana). Wiosną kiedy jest cieplej geny te ponownie są uruchamiane.
Eksperymenty prowadzone na myszach wykazały, że zmiany diety mają wpływ na kolejne pokolenia. Sposób metylacji jednego genu podczas życia płodowego może zdeterminować umaszczenie osobnika. Ciężarna samica karmiona dużą ilością kwasu foliowego i witaminy B12 rodziła brązowe młode. Samice karmione normalnie rodziły żółte potomstwo.
Istnieją nicienie, które po zainfekowaniu wirusami nabywają zwiększonej odporności. Odporność ta jest dziedziczona, przy czym w kolejnych pokoleniach nie zachodzą żadne zmiany genetyczne. Jedyny wniosek, który się nasuwa, to taki, że istnieje jakiś pozagenetyczny mechanizm dziedziczenia i przekazywania informacji z pokolenia na pokolenie.
Każdy akwarysta widział malutkie żyjątka – dafnie (małe skorupiaki zamieszkujące zbiorniki słodkowodne). Otóż dafnie narażone na niebezpieczeństwo w postaci drapieżników wytwarzają twarde struktury ochronne. Kolejne pokolenia dafni, następujące po tych, które wytworzyły takie struktury również je wytwarzają, nawet jeśli są hodowane w izolacji od jakichkolwiek drapieżników. Oznacza to, że dziedziczą impuls uruchamiający geny każące im wytwarzać taką osłonę. Nie zachodzą przy tym żadne zmiany w genomie.
Podsumowując, sama dziedziczna skłonność do jakichś schorzeń wcale nie determinuje faktu, że będziesz na nie cierpiał. Decydujący wpływ na jakość życia ma odżywianie i czynniki środowiskowe. Każdy więc jest panem swego losu.
