Epigenetika (qadimgi yunoncha ἐπι- — biror narsaning ustida bo‘lish yoki biror narsaning ustiga joylashishni bildiruvchi old qo‘shimcha) — genetikaning bo‘limi. Epigenetika hujayralarning o‘sishi va bo‘linishi davomida genlar faolligida yuz beradigan irsiy o‘zgarishlarni (Epigenetik irsiylanish), ya’ni oqsillar sintezining DNK nukleotidlari ketma-ketligini o‘zgartirmaydigan mexanizmlar ta’sirida o‘zgarishini o‘rganadi. Epigenetik o‘zgarishlar bir qator mitotik bo‘linishlardan so‘ng ham somatik hujayralarda saqlanib qoladi, shuningdek, keyingi avlodlarga ham uzatilishi mumkin. Oqsil sintezi (genetik ketma-ketliklar faolligi)ni boshqaruvchi mexanizmlarga metillanish va demetillanish (DNKda), atsetillanish va deatsetillanish (gistonlarda), fosforillanish va defosforillanish (transkripsiya omillarida) hamda boshqa hujayra ichidagi mexanizmlar kiradi.

Epigenom deb genlar faolligini tartibga soladigan, biroq DNKning birlamchi tuzilishini o‘zgartirmaydigan molekulyar belgilarning majmuasiga aytiladi.

Epigenetika doirasida quyidagi jarayonlar o‘rganiladi: paramutatsiya, genetik belgilab qo‘yish (bukmarking), genom imprintingi, X-xromosomaning inaktivatsiyasi, joylashuv effekti, onaga bog‘liq ta’sirlar, qayta dasturlash hamda genlar ekspressiyasini boshqarishning boshqa mexanizmlari. 2011-yilda o‘tkazilgan tadqiqotlarda mRNK metillanishi ham diabetga moyillikda rol o‘ynashi ko‘rsatildi. Bu yangi yo‘nalish — RNK epigenetikasining paydo bo‘lishiga turtki berdi.

Epigenetik tadqiqotlarda molekulyar biologiyaning turli usullari, jumladan, immunopretsipitatsiya orqali xromatinni ajratish (ChIP-on-chip va ChIP-Seq kabi turli usullar), in situ gibridizatsiya, metillanishga sezgir restriktazalar, DNK-adenin-metiltransferazani aniqlash (DamID), bisulfit sekvenslash qo‘llaniladi. Bundan tashqari, bioinformatika (kompyuter epigenetikasi) usullarining ahamiyati tobora ortib bormoqda.

Epigenetik o‘zgarishlarning eukariotlarda uchraydigan misollaridan biri hujayralarning differensiatsiyalanishi jarayonidir. Morfogenez davrida pluripotent o‘zak hujayralar embriondagi turli polipotent hujayra liniyalarini hosil qiladi, ular esa keyinchalik to‘liq ixtisoslashgan hujayralarga aylanadi. Boshqacha aytganda, bitta urug‘langan tuxum hujayra — zigota — turli xil hujayralarni, ya’ni neyronlar, mushak hujayralari, epiteliy hujayralari va qon tomirlarini hosil qiladi. Bunda hujayralarning ketma-ket bo‘linishi davomida epigenetik mexanizmlar yordamida ayrim genlar faollashadi, boshqalarining faolligi esa susaytiriladi.

Ikkinchi misolni dala sichqonlarida ko‘rish mumkin. Kuzda, sovuq tushishidan oldin tug‘ilgan dala sichqonlarining juni bahorda tug‘ilganlarnikiga qaraganda uzunroq va qalinroq bo‘ladi. Holbuki, «bahorgi» va «kuzgi» sichqonlarning ona qornidagi rivojlanishi deyarli bir xil sharoitlarda (harorat, kunduzgi yorug‘lik davomiyligi, namlik va hokazo) kechadi. Tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki, jun uzunligini oshiradigan epigenetik o‘zgarishlarni ishga tushiruvchi signal qondagi melatonin konsentratsiyasi gradientining o‘zgarishidir (bahorda uning miqdori kamayadi, kuzda esa ortadi). Shunday qilib, epigenetik moslashuvchan o‘zgarishlar (junning uzayishi) sovuq tushishidan oldin boshlanadi; sovuqqa bunday moslashish organizm uchun foydalidir.

Epigenetika allergiya bilan kasallanish ko‘rsatkichining oshishida muhim rol o‘ynaydi. Burun bo‘shlig‘i, ichak va teridagi turli mikrobiomlarning tarkibi ham bunga ta’sir ko‘rsatadi.

«Epigenetika» atamasi («epigenetik landshaft» atamasi kabi) «genetika» hamda Aristotel qo‘llagan «epigenez» so‘zlaridan kelib chiqqan holda taklif etilgan. «xromosomalarning epigenetik o‘zgarishlari» haqidagi gipoteza muallifi rus biologi Nikolay Konstantinovich Koltsov bo‘lib, u bu fikrini genomning metillanishi haqidagi dastlabki gipotezasi (1915) bilan asoslagan. Ushbu hodisani Koltsovning shogirdi I. A. Rapoport (1941) tajribada modellashtirgan. «Epigenetika» atamasini ingliz biologi Konrad Uoddington ommalashtirgan. Bundan tashqari, psixolog Erik Erikson ham «epigenetika» atamasini o‘zining psixosotsial rivojlanish nazariyasida ishlatgan, biroq uning ta’rifi biologik terminologiya bilan bevosita bog‘liq emas.

1930–1940-yillarda ushbu atama ilmiy muomalaga kirgan paytda genlarning fizik tabiati hali to‘liq ma’lum emas edi. Shu sababli u bu atamadan fenotip shakllanishida genlarning atrof-muhit bilan qanday o‘zaro ta’sirlashishini tushuntiruvchi konseptual model sifatida foydalangan.

Robin Xollidey (Robin Xollidey) epigenetikani «organizmlarning rivojlanishi jarayonida genlar faolligini vaqt va makon jihatidan boshqarish mexanizmlarini o‘rganish» deb ta’riflagan. Shunday qilib, «epigenetika» atamasi DNK ketma-ketligining o‘zidan tashqari, organizm rivojlanishiga ta’sir ko‘rsatadigan har qanday ichki omillarni ifodalash uchun ishlatilishi mumkin.

Hozirgi ilmiy nutqda bu atama torroq ma’noda qo‘llaniladi. Yunoncha epi- old qo‘shimchasi genetik omillarning «ustida» yoki ularga «qo‘shimcha ravishda» ta’sir etuvchi omillarni anglatadi. Demak, epigenetik omillar an’anaviy irsiy genetik omillarga qo‘shimcha tarzda yoki ulardan mustaqil ravishda ta’sir ko‘rsatadi.

Hozir eng ko‘p qo‘llanadigan epigenetika ta’rifini A. Riggs (Artur D. Riggs) 1990-yillarda taklif etgan. Unga ko‘ra, epigenetika — «DNK ketma-ketligidagi o‘zgarishlar bilan izohlab bo‘lmaydigan, genlar faoliyatida mitoz va/yoki meyoz orqali irsiylanadigan o‘zgarishlarni o‘rganish»dir.

«Genetika» so‘zi bilan o‘xshashlik bu atamani qo‘llashda ko‘plab qiyoslarni yuzaga keltirdi. «Epigenom» «genom» atamasiga o‘xshash bo‘lib, hujayraning umumiy epigenetik holatini anglatadi. «Genetik kod» iborasiga ham muqobil yaratilgan: «epigenetik kod» atamasi turli hujayralarda har xil fenotiplarni yuzaga keltiradigan epigenetik xususiyatlar majmuasini ifodalaydi. «Epimutatsiya» atamasi ham keng qo‘llaniladi; u tasodifiy omillar sababli normal epigenomda sodir bo‘lib, hujayralarning bir necha avlodiga uzatiladigan o‘zgarishni bildiradi.

Epigenetikaning molekulyar asoslari murakkab: bu jarayonlar DNKning birlamchi tuzilishiga ta’sir qilmaydi, balki muayyan genlarning faolligini o‘zgartiradi. Shu sababli ko‘p hujayrali organizmning ixtisoslashgan hujayralarida faqat ularga xos vazifalarni bajarish uchun zarur genlar ekspressiyalanadi. Epigenetik o‘zgarishlarning o‘ziga xos jihati — ularning hujayra bo‘linganda ham saqlanib qolishidir. Ma’lumki, bunday o‘zgarishlarning aksariyati faqat bitta organizmning umri davomida namoyon bo‘ladi. Shu bilan birga, agar DNKdagi o‘zgarish spermatozoid yoki tuxum hujayrada yuz bergan bo‘lsa, ayrim epigenetik belgilar bir avloddan keyingi avlodga o‘tishi mumkin.

Somatik hujayralardagi epigenetik irsiylanish ko‘p hujayrali organizmning rivojlanishida nihoyatda muhim o‘rin tutadi. Barcha hujayralarning genomi deyarli bir xil, biroq ko‘p hujayrali organizmda turlicha ixtisoslashgan hujayralar mavjud. Ular tashqi muhit signallarini turlicha qabul qiladi va har xil vazifalarni bajaradi. Aynan epigenetik omillar «hujayra xotirasi»ni ta’minlaydi.

So‘nggi yillarda epigenetik jarayonlar hayotning kechki bosqichlarida muhim rol o‘ynashini tasdiqlovchi ko‘plab dalillar to‘plandi. Xususan, qarish jarayonida keng ko‘lamli o‘zgarishlar metillanish profillarida yuz beradi. Bu jarayonlar genetik nazorat ostida bo‘lishi taxmin qilinadi. Odatda, metillangan sitozin asoslarining eng ko‘p miqdori embrionlar yoki yangi tug‘ilgan hayvonlardan ajratilgan DNKda kuzatiladi va yosh ortishi bilan asta-sekin kamayadi. DNK metillanish darajasining bunday pasayishi sichqonlar, og‘maxonlar va odamlarning laboratoriya sharoitida o‘stirilgan limfotsitlarida aniqlangan. Bu pasayish muntazam tusga ega, ammo to‘qima va genlarga xos bo‘lishi ham mumkin. Masalan, Tra va hammualliflari (Tra et al., 2002) 2000 dan ortiq lokusni yangi tug‘ilgan chaqaloqlar hamda o‘rta va katta yoshdagi odamlarning periferik qonidan ajratilgan T-limfotsitlarda solishtirib, ulardan 23 tasi yosh o‘tishi bilan gipermetillanishga, 6 tasi esa gipometillanishga uchrashini aniqlashgan. Metillanish xususiyatidagi shunga o‘xshash o‘zgarishlar boshqa to‘qimalarda — oshqozonosti bezi, o‘pka va qizilo‘ngachda ham aniqlangan. Yaqqol epigenetik buzilishlar Getchinson–Gilford progeriyasi bilan og‘rigan bemorlarda kuzatilgan.

Yosh o‘tishi bilan demetillanish harakatchan genetik elementlarning (HGE) faollashishi hisobiga xromosomalarning qayta tuzilishiga olib kelishi taxmin qilinadi. Odatda bu elementlar DNK metillanishi orqali bostiriladi (Barbot et al., 2002; Bennett-Baker, 2003). Metillanish darajasining yoshga bog‘liq ravishda muntazam pasayishi klassik genetika tushunchalari bilan izohlab bo‘lmaydigan ko‘plab murakkab kasalliklarning kelib chiqishiga hech bo‘lmaganda qisman sabab bo‘lishi mumkin.

Ontogenez davomida demetillanish bilan bir vaqtda kechib, epigenetik boshqaruvga ta’sir ko‘rsatadigan yana bir jarayon — xromatin kondensatsiyasi (geteroxromatinlashish) bo‘lib, u yosh o‘tishi bilan genetik faollikning pasayishiga olib keladi. Bir qator ishlarda jinsiy hujayralarda ham yoshga bog‘liq epigenetik o‘zgarishlar aniqlangan; bu o‘zgarishlarning yo‘nalishi, aftidan, muayyan genga bog‘liq.

DNK metillanishining ahamiyatini tasdiqlovchi muhim yutuqlardan biri epigenetik soatlarning yaratilishi bo‘ldi. Ularning yordamida organizmning fiziologik ko‘rsatkichlaridan qat’i nazar, nihoyatda yuqori aniqlik bilan biologik yoshini hisoblash, shuningdek, undagi patologik o‘zgarishlarni aniqlash mumkin.

• Epigenetika / S. M. Zakiyan, V. V. Vlasov, Ye. V. Dementyeva. — Novosibirsk: Rossiya Fanlar akademiyasi Sibir bo‘limi nashriyoti, 2012. — 592 bet — 300 nusxa — ISBN 978-5-7692-1227-7.
• Nessa Keri. Epigenetika: zamonaviy biologiya genetika, kasalliklar va irsiyat haqidagi tasavvurlarimizni qanday qayta yozmoqda. — Rostov -Don.: Feniks, 2012. — ISBN 978-5-222-18837-8.
• Tereza Makfeyl. Allergiya. Immunitetning shafqatsiz o‘yinlari = Tereza Makfeyl. Allergiya: o‘zgarayotgan dunyodagi ta’sirchan tanamiz. — M.: Alpina Pablisher, 2024. — B. 448. — ISBN 978-5-9614-3272-5.
• Rivera, C. M. va Ren, B. (2013). Inson epigenomlarini xaritalash. Cell, 155(1), 39-55. https://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.09.011
• Taypin Chen va Sheron Y. R. Dent (2014-yil fevral). Xromatin modifikatorlari va qayta tuzuvchilari: hujayralar differensiatsiyasini boshqaruvchilar. Nature Reviews Genetics, 15(2), 93-106 doi:10.1038/nrg3607
• Suxas S. P. Rao va boshqalar (2014). Inson genomining kilobaza aniqligidagi 3D xaritasi xromatin halqalarining hosil bo‘lish tamoyillarini ochib beradi. Cell, doi:10.1016/j.cell.2014.11.021
• DNK metillanishi va gistonlar modifikatsiyasi: kasalliklar bilan bog‘liqligi
• S. Devid Allis, Denni Reynberg, Tomas Yenuvayn, Mari-Lor Kaparros Epigenetika 1-nashr. Chegg Inc. www.chegg.com.
• Armstrong, Layl Epigenetika (1-nashr) 24-noyabr, 2013-yilda Garland Science elektron darslik nashriyoti tomonidan chop etilgan
• S. Devid Allis, Mari-Lor Kaparros, Tomas Yenuvayn, Denni Reynberg Epigenetika, ikkinchi nashr Cold Spring Harbor Laboratory Press, Kold-Spring-Harbor, Nyu-York, 2015 ISBN 978-1-936113-59-0
• Aleksandr Vayserman (2018). Epigenetika. Videoma’ruza. YouTube kanalida DzyR5MlvzHM havolasi bo‘yicha qidiring
• Jido, B. Z. va Xetenyi, C. (2020). Epigenomda molekulyar tuzilish, bog‘lanish moyilligi va biologik faollik. International Journal of Molecular Sciences, 21(11), 4134. doi:10.3390/ijms21114134 PMC 7311975 PMID 32531926
• Smirnov, V. V. Epigenetika : nazariy jihatlar va amaliy ahamiyati : [arxiv. 25-yanvar 2017-yil] / V. V. Smirnov, G. Ye. Leonov // Davolovchi shifokor : jurnal — 2016. — № 12.

• Epigenetika: genlar va ulardan tashqaridagi yana bir narsa. Aleksey Rjeshevskiy, Aleksandr Vayserman. «Populyarnaya mexanika», №2, 2015 Arxiv
• Darvin gemmulalari Veysmanning to‘sig‘idan o‘tdi. Ikkinchi daraja — bu epigenetik axborot Arxiv
• Epigenetika nima? (Juda ko‘rgazmali video) — YouTube