Epigenética y nutrición: cuando lo que come un animal salta una generación

¿Qué entendemos por epigenética?

El término epigenética, hace referencia a aquellos factores que, independientemente de la secuencia de ADN que porte un animal, y por tanto de los genes, juegan un papel crucial en la herencia que recibe los individuos.

Este término se utiliza por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial, por el genetista inglés Conrad Hal Waddington.

La epigenética proporciona un mecanismo molecular de herencia no dependiente en exclusiva de la secuencia de ADN y que puede conllevar patrones de herencia no mendeliana.

Es decir que las experiencias que rodean a un animal durante su vida pueden marcar su material genético, desde el punto de vista molecular, y estas marcas pueden ser transmitidas y expresadas en el fenotipo de generaciones futuras.

¿Cuáles son los mecanismos epigenéticos que se producen?

→ Los cambios epigenéticos son la base de muchos procesos de desarrollo normales, aunque también pueden ser la causa de enfermedades.

Los mecanismos epigenéticos se deben a procesos que alteran la expresión génica y que producen efectos en el fenotipo sin que haya cambios en la secuencia del ADN.

Esta regulación de la expresión génica se puede producir a nivel transcripcional (síntesis del ARN a partir del ADN) y post-transcripcional (síntesis de las proteínas a partir del ARN).

Principales cambios epigenéticos

Los cambios más importantes están resumidos esquemáticamente en la Figura 1 (adaptada de Ibeagha-Awemu y Zhao, 2015), y básicamente son:

• Metilación del ADN. Químicamente se define como la adición de grupos metilo al ADN de forma permanente. Este fenómeno ocurre de forma normal, pero también se pueden producir hipo o hipermetilaciones (metilaciones menos o más frecuentes de lo normal) y en estos casos se suelen producir enfermedades.

• Modificaciones de las colas de histona. que serían las modificaciones estructurales en las histonas (proteínas constituyentes de los cromosomas). Hoy se sabe que ciertas combinaciones de modificaciones en las histonas sirven para reprimir o estimular la expresión de ciertos genes.

• Remodelación de la cromatina. Se darían cambios en el estado de compactación de la cromatina, pasando de cromatina compacta a cromatina relajada. Esto hace que ciertos genes que no se expresan en el estado compacto comiencen a expresarse.  

• Actividad de ARN no codificantes. Son secuencias de ARN cuya finalidad no es traducirse a una proteína.

FIGURA 1. Las marcas epigenéticas responden a señales internas y ambientales

Fuente: Ibeagha-Awemu y Zhao, 2015.

Un ejemplo son los microARN de interferencia (miRNAs), pequeños fragmentos de ARN que tienen una secuencia complementaria a un ARN codificante, al que se acopla impidiendo su traducción a proteína. Es decir, aunque los mecanismos de transcripción de ADN a ARN funcionen adecuadamente, luego ese transcrito no se convierte en una proteína. Es por tanto un mecanismo post-transcripcional.

Existe mucha información que demuestra el papel regulatorio de los factores epigenéticos en el fenotipo de animales de abasto, incluyendo la aparición de enfermedades, variaciones en los caracteres reproductivos o productivos, tanto de carne como de leche, pero…

¿Qué relación tiene la epigenética con la nutrición?

Se sabe que algunos nutrientes, componentes alimentarios bioactivos y aditivos alimentarios, micronutrientes bioactivos y derivados de plantas, tienen la capacidad de modificar los marcadores epigenéticos antes mencionados y alterar la señalización celular en la descendencia durante el crecimiento y desarrollo.