Epigenetisk nedärvning avser ärftliga förändringar i fenotyp eller genuttryck orsakade av andra mekanismer än förändringar i DNA-sekvensen (prefixet epi betyder dessutom ). Sådana förändringar kan förbli synliga för flera cellulära generationer eller till och med flera generationer av levande varelser.
När det gäller epigenetisk nedärvning sker ingen förändring i DNA-sekvensen, men andra genetiska faktorer reglerar geners aktivitet. Det bästa exemplet på epigenetiska förändringar för eukaryoter är celldifferentieringsprocessen . Under morfogenesen blir totipotenta stamceller pluripotenta cellinjer, som sedan utvecklas till helt differentierade celler i embryonala vävnader. En enda cell - en zygot - ett befruktat ägg differentierar sig till olika typer av celler: neuroner , muskelceller ,epitelceller , blodkärlsceller och många andra. Under differentiering aktiveras vissa gener och andra inaktiveras.
Följande mekanismer för epigenetisk nedärvning har beskrivits:
Eftersom fenotypen av en cell eller en organism som helhet beror på vilka gener som transkriberas , kan nedärvningen av geners transkriptionella status leda till epigenetiska effekter. Det finns flera nivåer av reglering av genuttryck, varav den första är ombyggnaden av kromatin - ett komplex av DNA och associerade proteiner - histoner . Kromatinremodellering kan initieras genom posttranslationell modifiering av histonaminosyror, såsom deras metylering, och kemisk modifiering av kvävehaltiga baser, såsom cytosinmetylering .
Ibland reglerar transkriptionsresultatet av en gen direkt eller indirekt aktiviteten av samma gen. Till exempel uppreglerar transkriptionsfaktorerna Hnf4 och MyoD uttrycket av många gener i lever och muskler . Andra epigenetiska förändringar regleras av uttrycket av olika spliceosomala mRNA-varianter eller genom bildandet av dubbelsträngade RNA-molekyler ( RNAi ). Dessa gener slås ofta på och av av cellens signalsystem, men ibland i syncytium överförs RNA mellan celler genom diffusion .