Nella scienza, cos'è l'epigenesi?

In biologia, l'epigenesi si riferisce al concetto che gli organismi si sviluppano dalle cellule. Gli organismi sono costituiti da spore e uova che si dividono in molti modi. L'epigenesi produce una catena di eventi che porta allo sviluppo dell'intera pianta o animale. Ogni organismo ha un processo unico di epigenesi ma ci sono passaggi comuni che tutti gli organismi devono subire.

I geni sono informazioni utilizzate dalla cellula per controllare i cambiamenti delle piccole cellule. Le cellule usano sempre molti geni e alcuni geni solo una piccola parte del tempo, questo si chiama espressione genica. L'epigenesi utilizza l'espressione genica come principale motore della differenziazione cellulare o dei cambiamenti cellulari. Dalle prime cellule di un organismo, la divisione provoca differenziazione cellulare ed espressione genica, che provoca la formazione di diversi tipi di cellule.

Le cellule speciali, chiamate cellule staminali, possono cambiare in diversi tipi di cellule a seconda dell'ambiente in cui si trova la cellula. L'epigenesi è iniziata dalle cellule staminali che provengono dall'ovulo o dalla spora fecondati. Queste prime divisioni cellulari producono cellule staminali che useranno l'epigenesi per trasformarsi in miliardi di tipi cellulari specifici.

L'epigenesi non è semplicemente un elenco di direzioni per il programma genetico con cui costruire un organismo. L'intera cellula svolge un ruolo nell'espressione genica con l'uso di metodi speciali. La metilazione, aggiungendo molecole di metano ai geni, è comunemente usata per sopprimere un gene o per spegnerlo. L'ambiente svolge anche un ruolo chiave nel determinare l'espressione genica poiché alcuni tratti sono espressi solo in determinate condizioni. Ad esempio, allenarsi produce più cellule muscolari perché lo stile di vita di allenamento influenza l'espressione genica.

L'antico filosofo Aristotele fu il primo a documentare il processo di epigenesi. Ha sviluppato l'idea studiando piante e animali, anche se non aveva accesso a strumenti moderni. Ai suoi tempi, la maggior parte delle persone credeva che Dio avesse creato tutto. Aristotele si oppose a questo punto di vista e sviluppò un modello sorprendentemente accurato per il processo di sviluppo. Comprendeva chiaramente che determinati fattori ambientali avrebbero influenzato il processo di crescita.

La biologia moderna ha una buona comprensione di come gli organismi si sviluppano dal concepimento. Il processo di espressione genica e come causa i cambiamenti è stato documentato e studiato a livello molecolare. Nel 1939, Conrad Waddington definì l'epigenesi come lo sviluppo del programma genetico e questo ha portato a molte scoperte. Il più sorprendente è che il processo di sviluppo è ora correlato a molte forme di cancro nell'uomo.