Apa yang Dipelajari dalam Epigenetika?

Ilustrasi/hr.sainte-anastasie.org

Epigenetika ditemukan sebagai bidang penelitian yang berkembang sejak awal 1990-an, dan telah memberikan banyak pemahaman baru tentang hubungan antara genetika, lingkungan, dan perkembangan manusia. Epigenetika mempelajari perubahan-perubahan dalam ekspresi genetik dan aktivitas sel yang tidak disebabkan oleh perubahan dalam urutan DNA itu sendiri. 

Dengan kata lain, epigenetika mempelajari bagaimana faktor-faktor lingkungan seperti gaya hidup, pola makan, stres, dan paparan lingkungan lainnya dapat mempengaruhi aktivitas genetik, dan dengan demikian mempengaruhi kesehatan dan perkembangan seseorang.

Epigenetika telah memberikan pemahaman baru tentang bagaimana gen dapat dipengaruhi oleh lingkungan, dan bagaimana genetika dapat diatur melalui pengaruh lingkungan. 

Salah satu contoh epigenetik yang terkenal adalah perubahan epigenetik dalam ekspresi gen yang terjadi selama perkembangan manusia. Selama masa perkembangan, sel-sel dalam tubuh manusia mengalami perubahan dalam ekspresi genetik mereka, yang mengatur perkembangan organ dan sistem dalam tubuh. Hal ini dapat mengarah pada perbedaan yang signifikan dalam ukuran dan struktur tubuh antara manusia yang berbeda.

Perubahan epigenetik juga terjadi selama seumur hidup seseorang. Pada usia tua, aktivitas genetik dapat berubah, yang dapat menyebabkan perubahan dalam kesehatan dan perkembangan seseorang. Contohnya, penelitian telah menunjukkan bahwa perubahan epigenetik dalam aktivitas gen dapat terkait dengan risiko penyakit Alzheimer dan kehilangan memori pada usia tua.

Salah satu aplikasi epigenetika yang paling menjanjikan adalah dalam pengobatan kanker. Sebagian besar kanker disebabkan oleh mutasi genetik yang tidak diwariskan dan terjadi selama hidup seseorang. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa perubahan epigenetik juga dapat memainkan peran dalam perkembangan kanker. 

Beberapa jenis kanker telah dikaitkan dengan perubahan epigenetik pada gen yang mengatur pertumbuhan sel, termasuk gen yang mengatur apoptosis atau kematian sel. Terapi epigenetik, seperti inhibitor histon deasetilase dan inhibitor metiltransferase DNA, digunakan untuk mengobati beberapa jenis kanker.

Selain pengobatan kanker, epigenetika juga telah memberikan pemahaman baru tentang bagaimana pola makan dan nutrisi dapat memengaruhi kesehatan manusia. Penelitian telah menunjukkan bahwa nutrisi dapat memengaruhi perubahan epigenetik dalam aktivitas gen, dan mempengaruhi risiko penyakit seperti diabetes, obesitas, dan penyakit jantung. 

Contohnya, beberapa jenis asam lemak omega-3 dan vitamin D diketahui mempengaruhi perubahan epigenetik dalam aktivitas gen, dan dapat membantu melindungi terhadap penyakit jantung dan stroke.

Efek epigenetik juga dapat terjadi melalui mekanisme pengubahan kromatin, yaitu protein yang membungkus DNA, dan menentukan seberapa mudah atau sulit gen yang tertutup oleh kromatin tersebut dapat diakses dan dibaca oleh sel. Modifikasi pada kromatin juga dapat mempengaruhi ekspresi gen dan aktivitas sel. Ada beberapa jenis modifikasi kromatin, seperti metilasi DNA dan modifikasi histon.

Metilasi DNA adalah proses pengubahan struktur DNA dengan menambahkan gugus metil pada situs tertentu pada DNA, sehingga gen yang terletak pada situs tersebut akan lebih sulit untuk dibaca, dan ekspresi gen tersebut akan menurun. Beberapa studi menunjukkan bahwa metilasi DNA dapat terjadi pada beberapa gen terkait kanker dan penyakit lainnya.

Modifikasi histon melibatkan pengubahan struktur protein histon yang membungkus DNA, sehingga mempengaruhi aksesibilitas gen pada daerah tertentu. Misalnya, pengubahan histon pada situs tertentu dapat menyebabkan penguncian atau pembukaan aksesibilitas gen, dan karena itu mempengaruhi ekspresi gen pada sel.

Epigenetik juga terbukti sangat penting dalam perkembangan embrio dan pertumbuhan anak-anak. Pada masa embrio, sel-sel yang membentuk embrio membagi dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, seperti sel otot, sel saraf, dan sel-sel lainnya. 

Selama proses ini, epigenetik memainkan peran penting dalam menentukan jenis sel apa yang terbentuk, dan bagaimana sel-sel tersebut berfungsi. Pada anak-anak, epigenetik juga berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan sel-sel yang membentuk berbagai organ dan jaringan tubuh.

Selain itu, epigenetik juga memiliki implikasi pada terapi dan pengobatan. Studi menunjukkan bahwa perubahan epigenetik dapat menjadi target terapi yang potensial untuk berbagai jenis penyakit, termasuk kanker. Sebagai contoh, inhibitor histon deasetilase (HDAC) telah dikembangkan sebagai terapi potensial untuk beberapa jenis kanker.

Namun, sementara epigenetik dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, seperti makanan dan polutan lingkungan, tetapi tidak semua perubahan epigenetik bersifat merugikan atau berbahaya. Beberapa perubahan epigenetik dapat terjadi secara alami selama proses perkembangan, atau dalam respons terhadap lingkungan dan dapat meningkatkan adaptabilitas individu.

Jadi, epigenetik merujuk pada perubahan yang terjadi pada gen tanpa mengubah urutan DNA, yang dapat mempengaruhi aktivitas gen dan ekspresi gen. Perubahan epigenetik dapat terjadi melalui mekanisme metilasi DNA, modifikasi histon, dan melalui mekanisme non-kromatin. 

Studi tentang epigenetik sangat penting untuk memahami bagaimana faktor lingkungan dan pengalaman hidup dapat memengaruhi ekspresi gen, dan dapat memberikan wawasan yang lebih baik dalam pengembangan terapi dan pengobatan.

Hmm... ada yang mau menambahkan?