לא מפורסם

אפיגנטיקה היא תחום בביולוגיה שחוקר את ההשפעות הסביבתיות על תכונות (פנוטיפ) שקורות בלי שינוי בחומר התורשתי (גנוטיפ). יש כמה מנגנונים שאחראים לכך. אחד מהם הוא שינויים בקיפול הדנ"א, שחושף אזורים מסוימים לשעתוק וחוסם אזורים אחרים. השינוי בקיפול נגרם משינויים סביבתיים כמו לחץ, מזג אוויר, תזונה ועוד.

הסרטון שלפנינו מסביר על המנגנון המולקולרי שאחראי על המנגנון הזה. תרגום והסברים מופיעים בהמשך העמוד.

הסרטון הופק במסגרת פרויקט Learn Genetics של אוניברסיטת יוטה בארה"ב.

הדנ"א מכיל את ההוראות לבניית כל האיברים בגוף, אך הקוד שמוצפן בו הוא רק חצי מהסיפור. הדנ"א בגופנו מלופף סביב חלבונים שנקראים "היסטונים". גם הדנ"א וגם ההיסטונים מכוסים בסמנים כימיים, כמו קבוצות מתיל ואצטיל. השכבה השנייה של המבנה נקראת "אפיגנום" והיא זאת שמעצבת את המבנה הפיזי של הגנום. האפיגנום עוטף בצורה הדוקה גנים לא פעילים ומונע את השעתוק שלהם, ואילו באזורים של גנים פעילים הוא משתחרר ומאפשר להם להשתעתק.

גנים שונים מתבטאים בסוגים שונים של תאים. הדנ"א עצמו נשאר קבוע לכל החיים, אך האפיגנום שמכסה אותם גמיש הרבה יותר. סמנים אפיגנטים מגיבים לאותות סביבתיים כמו תזונה ולחץ (עקה), כך שהאפיגנום מבקר גנים מסוימים בתגובה לשינויים שחלים בסביבה.

מעבר לזה קיימים מנגנונים נוספים שמבקרים את ביטוי הגנים. אחד מהם נקרא "RNA מפריע" (RNAi) מנגנון שבו מקטעי גנים שמקודדים הפוך משועתקים ליצירת רצפי RNA משלימים שמעכבים את הביטוי של גנים מסוימים.

מנגנון נוסף הוא החתמה גנטית שמאפשר ביטוי של גן רק בעותק שהגיע מאחד ההורים (תלוי בגן). אותו אלל (צורה של גן) מסומן בתא הזרע או היצית,  עוד לפני ההפריה, ואחריה הוא מתבטא על חשבון הבן זוג שלו בכרומוזום המקביל לו. למנגנון הזה יש חשיבות רבה בהתפתחות העוברית, ושיבושים בו גורמים להפרעות ולמחלות.


מלכה (במרכז) ופועלות בכוורת. ביטוי גנים ייחודי | צילום: ויקיפדיה

אחת הדוגמאות הקיצוניות ביותר לאפיגנטיקה היא כוורת הדבורים. אצל הדבורים לכל הפועלות בכוורת יש אותו דנ"א בדיוק. כשבוקעת דבורה שמיועדת להיות מלכה, היא מוזנת במזון שונה שנקרא "מזון מלכות" וגדלה בתא גדול יותר מאחריותיה. וכך, אף על פי שהיא זהה גנטית לפועלות שבכוורת, היא מתפתחת אחרת לגמרי מהן וגם נראית ומתנהגת אחרת.

ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

8 תגובות

  • עידן

    לימודי אפיגנטיקה

    שלום. היכן ניתן ללמוד אפיגנטיקה או לבצע מחקר בתחום במסגרת תואר ראשון \ שני \ שלישי? תחת אילו לימודים ניתן להתעסק בנושא זה? אני מעוניין לגשת ללימודי תואר שני בתחום זה.
    תודה!

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    לימודים

    אפיגנטיקה שייך לתחום מדעי החיים ולכן תואר ראשון במדעי החיים או מדעי הרפואה הוא התחלה טובה. בשנה השלישית של התואר הראשון יש אופציה לפרוייקט אותו תוכן לעשות במעבדה לבחירתך (בכפוף להישגים בלימודים ולהסכמת המנחה כמובן). בלי קשר תואר שני במדעי החיים הוא תואר מחקרי ועל כן תוכל לעשות אותו בעבדה לבחירתך (שוב בכפוף להשגים לימודיים והסכמת המנחה)
    בהצלחה

  • צחי

    אפיגנטיקה

    שלום---אילו תופעות ביולוגיות\ מחלות\ שינויים בפנוטיפ ידועים כיום שסיבתם באפיגנטיקה ? תודה צחי

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    יש לא מעט תכונות כאלה, למעשה כמעט כל תכונה שהיא לא 100% גנטית יש בה רכיב אפיגנטי. יש גם לא מעט מחלות כאלו כמו סרטן וסכרת הנעורים

  • מישהי שעוברת בק...

    רוצה לומר שמחקרכם משנה חיים

    לפחות את שלי.
    בתור אחת שממש בימים אלה מוותרת לחלוטין על הסיכוי לילד מביציותיה שלה, אני נאחזת במידע הזה כדי לא לאבד את שפיותי. היום שמעתי על כך גם מהפרופסור ששולח אותי לטיפול.
    תבורכו משמיים.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

  • יעל

    העברה בינדורית גנטית של סטרס

    היתי בהרצאה שבה נאמר שאם ההורה עבר טרואמה או סטרס. יש סבירות כי יתבצע האפיגנטיקה. וזה יעבור גנטית לצאצאים. כך למשל בני דור שלישי לשואה יחוו חרדה שרלוונטית לטראומה שההורה עבר.

    איך יתכן שזה יעבור לצאצאים?? הרי הטראומה הזאת פגעה באיזור מסויים במוח של מבוגר, שלפחות אצלה כבר קימיות הביציות. איך זה יכול לעבור לצאצאיה בגנים??

    האם זה לא הגיוני שזה עבר באופן סביבתי. אמא שחוששת תלמד את ילדיה לחשוש??

    אודה על התיחסותכם.
    יעל.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    אפיגנטיקה

    צריך סטרס די קיצוני בשביל השפעה ממשית על הצאצאים (סדר גודל של רעב קיצוני וכו'). המנגנון לא לגמרי ברור אבל הוא מערב הדבקה של מולקולות מסויימות על הDNA באזורים מסויימים, כך שלמרות שהביציות כבר קיימות השינוי יכול לחול בהן.