Epignētikā nodarbojas ar pārmantojamām molekulārajām pazīmēm, kuru pamatā nav DNS secība. Prefikss epi- (grieķu: επί) norāda, ka tā vietā tiek apsvērtas modifikācijas “uz” DNS.
Izšķir metilēšanas un histona modifikāciju apakšlaukus (histoni = proteīni ietīts ar DNS, kura “oktamēra” vienība sastāv no divām olbaltumvielu H2A, H2B, H3 un H4 kopijām).
Cilvēkiem centrālā DNS metilācija ir nukleīnās bāzes citozīna tā sauktajās CpG DNS salās. Minētajās salās guanīna bāzes seko citozīna bāzes (“CpG dinukleotīds”). 75% CpG salu ir metilētas.
Metilēšanas efektu ietekmē metilsaistīšanās proteīni. Tie izraisa nukleosomu konformācijas slēgšanu (nukleosoma = DNS vienība un histona oktamērs). Līdz ar to metilētajām vietām ir daudz grūtāk piekļūt, izmantojot transkripcijas faktorus (TPF; proteīni kas pievienojas DNS un darbojas pēc transkripcijas).
Atkarībā no metilēšanas vietas tiem ir transkripciju inhibējošs (transkripcija = DNS transkripcija RNS) vai transkripciju veicinošs efekts. Metilēšanu katalizē dažādas DNS metiltransferāzes - demetilēšana ar demetilāzēm.
Metilēšana tiek uzskatīta par evolucionāri vecāko funkciju lielas transposonu daļas (DNS elementu, kas var mainīt lokusu (atrašanās vietu), pastāvīgas apklusināšanas nozīmē, tādējādi šo elementu noņemšana vai jauna pievienošana vadīt potenciāli patoloģiska rakstura mutācijām).
Ja šīs metilācijas atrodas pie promotora reģioniem (sadaļa par DNS, kas regulē a gēns), specifisko TPF uzkrāšanās ir ievērojami samazināta. Tādējādi DNS segmenta transkripcija nav iespējama.
Metilēšana pastiprinātāju sekvencēs (nav transkribēta gēns sekvences) novērš transkripciju veicinošu TPF piestiprināšanu. Metilēšana neregulējošās sekvencēs samazina transkripcijas ātrumu, pateicoties zemai DNS polimerāzes saistīšanās afinitātei ar DNS.
Tikai metilēšana pie trokšņa slāpētāja secībām (DNS sekvences pie gēniem, pie kuriem tā sauktie represori (bloķē RNS polimerāzes saistīšanos ar promotoru) var saistīties) DNS var veicināt transkripcijas aktivitātes palielināšanos, jo tās novērš transkripcijas kavējošie faktori.
Histonu modifikācijas raksturo dažādu ķīmisko grupu pievienošana sānu ķēdēm aminoskābes no histona olbaltumvielām. Visizplatītākie no tiem ir acetilēšana un metilēšana. Acetilēšana ietekmē tikai aminoskābi lizīna un rezultātā tiek pozitīvi uzlādēts lizīns neitralizēts. The mijiedarbība samazinoties negatīvi lādētajam DNS, izraisot histona-DNS kompleksa atslābināšanos, ti, blīvēšanas samazināšanos. Rezultāts ir palielināta transkripcijas faktoru pieejamība.
Histonu metilēšana ietekmē arī nukleosomu konformācijas blīvēšanas pakāpi. Tomēr šeit tas ir atkarīgs no aminoskābes vai histona olbaltumvielas neatkarīgi no tā, vai notiek atvēršanās vai blīvēšana.
Vēl viena īpaša iezīme ir histone koda klātbūtne. Dažādu histonu modifikāciju “pēctecība” galu galā noved pie tā saucamo pieņemšanas darbā hromatīns modelēšanas faktori - atkarībā no veida šie proteīni palielina vai samazina nukleosomu apstiprinājuma kondensācijas pakāpi.
Terapija (perspektīva): Tā kā šūnu un šūnu tipu optimālais metilēšanas modelis lielākoties nav zināms, un tāpēc par ideālāko šūnas olbaltumvielu attiecību var izteikt tikai nelielus apgalvojumus, bet arī histona kods ir noteikts tikai fragmentāri, terapeitiskās modifikācijas pašlaik tiek veiktas nav noderīgi.
Tomēr nākotnē gēnu pārregulēšana un samazināšana var būt noderīga tādu slimību ārstēšanā kā audzēji, garīgi traucējumi un autoimūnas slimības, kā arī anti-novecošanās sektors.
