Nutritia si epigenomul

Nutrigenomica studiaza rolul nutrientilor in modularea expresiei genice.
Mijloacele nutrigenomicii permit cuantificarea efectelor unui singur nutrient cheie, spre exemplu, un microelement in matrici organice, asupra profilurilor de exprimare a miilor de gene.

Alimentele contin regulatori dieto-derivati ai expresiei genice care pot fi:

* nutrienti (ex. acizi grasi, seleniu, zinc);
* non-nutrienti (ex. fitochimicale, izoflavone);
* metaboliti ai componentilor alimentari (ex. eicosanoide, ac. retinoic);
* compusi rezultati in urma procesarii alimentelor (ex. amine heterociclice);
* produsi finali ai metabolismului bacterian intestinal (ex. acizi grasi cu lant scurt).

Controlul expresiei genice poate fi realizat de catre un singur nutrient component al alimentelor, dar, de regula, acest control este complex, exercitandu-se prin interconexiunile dintre nutrienti (ex. retinoizi si acizi grasi) sau nutrienti si hormoni (hormonul tiroidian si acizi grasi).

INTERACTIUNILE GENE - DIETA

Componentii nutrienti si non-nutrienti din alimente interactioneaza cu genele, influentand con centratia si functiunile proteinelor celulare prin reglarea expresiei genice la diferite nivele: transcriptia genica, stabilitatea ARNm, translatia si post-translatia ARNm.

Concentratia proteinelor sintetizate in sistemele celulare este determinata de rata cu care sunt realizate copiile de ARNm, in procesul de transcriere.

Aceasta rata de sinteza este conditionata de legarea factorilor de transcriptie la secventa de recunoastere specifica a ADN-ului, aflata la capatul 5' al genelor.
ALIMENTATIA SI STABILITATEA ARNm

Cantitatea si stabilitatea ARNm transcris, depinde de semnalele citosolice.Exemple de reglare prin dieta a cantitatii si stabilitatii ARNm transcris sunt:

* stabilizarea ARNm - sintetazei acizilor grasi de catre glucoza;
* stabilizarea glutation peroxidazei de catre seleniu (Se);
* destabilizarea ARNm - transferin receptorului de catre fier (Fe).

Cand concentratia celulara a fierului este scazuta, Proteinele Regulatoare cupleaza fierul si sporesc stabilitatea de transcriptie. Invers, cuplarea fierului accelereaza degradarea Transferin Receptorului ARNm.

ALIMENTATIA SI BIOSINTEZA PROTEINELOR PRIN TRANSLATIA ARNm

Proteinele specifice organismului sunt biosintetizate pornind de la matrita de ARNm, care necesita legarea de ribozomi pentru ca apoi sa-i poata fi citit mesajul bioinformatic. Factorii alimentari moduleaza acest proces, spre exemplu, blocand legarea ARNm de ribozomi, modificand afinitatea pentru situl de initiere sau rata de elongatie a peptidei. Lipsa aminoacizilor este de asemenea un factor cheie de reducere sau stopare a elongatiei peptidelor. Un exemplu de astfel de factor alimentar (nutritiv) este statusul Fierului, care poate inhiba translatia feritinei. Dieta joaca un rol important in procesul de translatie al ARNm implicat in biosinteza proteinelor, inclusiv a celor enzimatice, cum sunt kinazele, fosfatazele si proteinele ribozomale

DIETA SI MODIFICARILE POST-TRANSLATIONALE ALE PROTEINELOR

Proteinele rezultate in urma procesului translational sufera o serie de modificari:

* fosforilare - defosforilare;
* acilare;
* acetilare;
* metilare,
* glicozilare;
* scindari proteolitice;
* cuplarea mineralelor sau vitaminelor la proteine determinand conversia apoenzimei in holoenzima activa (ex.: cuplarea Mn la arginaza, cuplarea tiaminei la piridoxin-dehidrogenaza).

Fiecare din aceste modificari Post-Translationale pot fi reglate de constituentii alimentari. Pe de alta parte orice defect al mecanismului post-translationale, poate determina schimbari majore in metabolism sau in functionarea celulelor.