Tossici ambientali ed Epigenetica

L'Epigenetica si riferisce allo studio dei cambiamenti nell’espressione genica indotti da fattori ambientali, ereditabili dalle cellule durante la divisione cellulare. Non avvengono modifiche interne alla sequenza di DNA.
I meccanismi epigenetici possono sia attivare, sia reprimere l’espressione genica e si manifestano generalmente attraverso la metilazione del DNA e la modificazione post-traduzionale delle proteine istoniche ad esso associato.
La metilazione del DNA può disattivare l’espressione genica o attraverso l’interferenza diretta di un residuo metilico in un elemento di riconoscimento di un fattore di trascrizione o attraverso il reclutamento di un complesso multiproteico di repressione, formato da metil-CpG-binding domain protein che riconoscono e legano dinucleotidi CpG metilati e richiamano gli enzimi modificatori degli istoni, che aumentano il grado di compattezza della cromatina entro la quale il DNA è organizzato, determinando l’esclusione dell’apparato trascrizionale della cellula.
Le modificazioni post-traduzionali delle proteine istoniche avvengono su residui aminoacidici localizzati a livello delle “code” amino-terminali e includono processi di acetilazione, metilazione, fosforilazione e ubiquitinazione. Queste reazioni producono effetti differenti sulla trascrizione.
Diverse sostanze tossiche presenti nell’ambiente esterno sono in grado di determinare modificazioni del pattern epigenetico in alcuni geni causando l’insorgenza di diverse malattie, come i tumori.
L’esposizione ad alcuni inquinanti come l’arsenico e il nichel, presenti nel particolato atmosferico, può influenzare l’organizzazione epigenetica del genoma, favorendo l’ipermetilazione o l’ipometilazione del DNA.
Anche il profilo di modificazione degli istoni può subire delle variazioni, con conseguenze sulla struttura della cromatina.