Wat is epigenese in de wetenschap?

In de biologie verwijst epigenese naar het concept dat organismen uit cellen ontwikkelen. Organismen zijn gemaakt van sporen en eieren die zich op vele manieren delen. Epigenesis produceert een reeks gebeurtenissen die leidt tot de ontwikkeling van de hele plant of dier. Elk organisme heeft een uniek proces van epigenese, maar er zijn gemeenschappelijke stappen die alle organismen moeten ondergaan.

Genen zijn stukjes informatie die door de cel worden gebruikt om veranderingen in kleine cellen te regelen. Cellen gebruiken altijd veel genen en sommige genen slechts een klein deel van de tijd, dit wordt genexpressie genoemd. Epigenese maakt gebruik van genexpressie als de belangrijkste drijvende kracht achter celdifferentiatie of celveranderingen. Vanaf de eerste cellen van een organisme veroorzaakt deling celdifferentiatie en genexpressie, waardoor verschillende soorten cellen worden gevormd.

Speciale cellen, stamcellen genoemd, kunnen veranderen in verschillende celtypen, afhankelijk van de omgeving waarin de cel zich bevindt. Epigenese wordt gestart door stamcellen die afkomstig zijn van het bevruchte ei of de spore. Deze eerste celdelingen produceren stamcellen die epigenese zullen gebruiken om te transformeren in miljarden specifieke celtypen.

Epigenese is niet alleen een lijst met aanwijzingen voor het genetische programma om een ​​organisme mee te bouwen. De hele cel speelt een rol in genexpressie met behulp van speciale methoden. Methylatie, het toevoegen van methaanmoleculen aan genen, wordt vaak gebruikt om een ​​gen te onderdrukken of uit te schakelen. De omgeving speelt ook een sleutelrol bij het bepalen van de genexpressie omdat bepaalde eigenschappen alleen onder bepaalde omstandigheden tot expressie worden gebracht. Trainen produceert bijvoorbeeld meer spiercellen omdat de levensstijl van de training de genexpressie beïnvloedt.

De oude filosoof Aristoteles was de eerste die het proces van epigenese documenteerde. Hij ontwikkelde het idee door planten en dieren te bestuderen, hoewel hij geen toegang had tot moderne hulpmiddelen. In zijn tijd geloofden de meeste mensen dat God alles maakte. Aristoteles vocht deze visie en ontwikkelde een verrassend nauwkeurig model voor het ontwikkelingsproces. Hij begreep duidelijk dat bepaalde omgevingsfactoren het groeiproces zouden beïnvloeden.

De moderne biologie heeft een goed begrip van hoe organismen zich ontwikkelen vanaf de conceptie. Het proces van genexpressie en hoe dit veranderingen veroorzaakt, is op moleculair niveau gedocumenteerd en bestudeerd. In 1939 definieerde Conrad Waddington epigenese als het uitvouwen van het genetische programma en dit heeft tot veel ontdekkingen geleid. Het meest verrassende is dat het zich ontvouwende proces nu verband houdt met vele vormen van kanker bij mensen.