La herencia epigenética se refiere a los cambios heredados en el fenotipo o la expresión génica causados por mecanismos distintos a los cambios en la secuencia de ADN (el prefijo epi- significa además ). Tales cambios pueden permanecer visibles durante varias generaciones celulares o incluso varias generaciones de seres vivos.
En el caso de la herencia epigenética , no hay cambio en la secuencia del ADN, pero otros factores genéticos regulan la actividad de los genes. El mejor ejemplo de cambios epigenéticos para eucariotas es el proceso de diferenciación celular . Durante la morfogénesis , las células madre totipotentes se convierten en líneas celulares pluripotentes , que luego se desarrollan en células completamente diferenciadas en tejidos embrionarios . Una sola célula, un cigoto , un óvulo fertilizado se diferencia en varios tipos de células: neuronas , células musculares , células epiteliales, células de los vasos sanguíneos y muchas otras. Durante la diferenciación, algunos genes se activan y otros se inactivan.
Se han descrito los siguientes mecanismos de herencia epigenética:
Dado que el fenotipo de una célula o de un organismo en su conjunto depende de los genes que se transcriban , la herencia del estado transcripcional de los genes puede dar lugar a efectos epigenéticos. Hay varios niveles de regulación de la expresión génica, el primero de los cuales es la remodelación de la cromatina - un complejo de ADN y proteínas asociadas - histonas . La remodelación de la cromatina puede iniciarse mediante la modificación postraduccional de los aminoácidos de las histonas, como su metilación, y la modificación química de las bases nitrogenadas, como la metilación de la citosina .
En ocasiones, el resultado de la transcripción de un gen regula directa o indirectamente la actividad de ese mismo gen. Por ejemplo, los factores de transcripción Hnf4 y MyoD aumentan la expresión de muchos genes en el hígado y el músculo . Otros cambios epigenéticos están regulados por la expresión de diferentes variantes de mRNA esplicosomal o por la formación de moléculas de RNA de doble cadena ( RNAi ). Estos genes a menudo son activados y desactivados por los sistemas de señalización de la célula, pero a veces en el sincitio , el ARN se transfiere entre las células por difusión .