In biologia, l’epigenesi si riferisce al concetto che gli organismi si sviluppano dalle cellule. Gli organismi sono costituiti da spore e uova che si dividono in molti modi. L’epigenesi produce una catena di eventi che porta allo sviluppo dell’intera pianta o animale. Ogni organismo ha un processo unico di epigenesi ma ci sono passaggi comuni che tutti gli organismi devono subire.
I geni sono informazioni utilizzate dalla cellula per controllare i cambiamenti delle piccole cellule. Le cellule usano sempre molti geni e alcuni geni solo per una piccola parte del tempo, questa è chiamata espressione genica. L’epigenesi utilizza l’espressione genica come principale forza trainante alla base della differenziazione cellulare o dei cambiamenti cellulari. Dalle prime cellule di un organismo, la divisione provoca la differenziazione cellulare e l’espressione genica, che provoca la formazione di diversi tipi di cellule.
Cellule speciali, chiamate cellule staminali, possono trasformarsi in diversi tipi di cellule a seconda dell’ambiente in cui si trova la cellula. L’epigenesi è iniziata da cellule staminali che provengono dall’uovo o dalla spora fecondata. Queste prime divisioni cellulari producono cellule staminali che utilizzeranno l’epigenesi per trasformarsi in miliardi di tipi cellulari specifici.
L’epigenesi non è semplicemente un elenco di indicazioni per il programma genetico con cui costruire un organismo. L’intera cellula svolge un ruolo nell’espressione genica con l’uso di metodi speciali. La metilazione, l’aggiunta di molecole di metano ai geni, è comunemente usata per sopprimere un gene o spegnerlo. Anche l’ambiente svolge un ruolo chiave nel determinare l’espressione genica perché alcuni tratti sono espressi solo in determinate condizioni. Ad esempio, l’allenamento produce più cellule muscolari perché lo stile di vita dell’allenamento influenza l’espressione genica.
L’antico filosofo Aristotele fu il primo a documentare il processo dell’epigenesi. Ha sviluppato l’idea studiando piante e animali, anche se non aveva accesso a strumenti moderni. Ai suoi tempi, la maggior parte delle persone credeva che Dio avesse creato tutto. Aristotele ha combattuto questa visione e ha sviluppato un modello sorprendentemente accurato per il processo di sviluppo. Capì chiaramente che alcuni fattori ambientali avrebbero influenzato il processo di crescita.
La biologia moderna ha una buona comprensione di come gli organismi si sviluppano dal concepimento. Il processo di espressione genica e il modo in cui provoca i cambiamenti è stato documentato e studiato a livello molecolare. Nel 1939, Conrad Waddington definì l’epigenesi come lo svolgersi del programma genetico e questo ha portato a molte scoperte. La cosa più sorprendente è che il processo in corso è ora correlato a molte forme di cancro negli esseri umani.