Epigenetik: Cara Kerja, Perubahan, dan Kaitannya dengan Kesehatan

Epigenetik adalah studi yang mempelajari bagaimana perilaku dan lingkungan seseorang bisa mengubah cara kerja gennya. Contohnya tentu saja terlihat dari bagaimana pola makan dan aktivitas fisik seseorang. Berbeda dengan perubahan genetik, perubahan epigenetik ini tidak mengubah sequence DNA seseorang.

Selain itu, perubahan epigenetik adalah faktor yang mengubah ekspresi gen menjadi “on” atau “off”. Jadi, bagaimana pola makan dan juga aktivitas fisik seseorang akan berkaitan erat dengan kondisi epigenetiknya.

Cara kerja epigenetik

Perubahan epigenetik bisa berpengaruh pada ekspresi gen lewat beberapa cara berbeda. Klasifikasinya adalah:

• Metilasi DNA

Metilasi DNA merupakan suatu proses penambahan rantai zat kimia pada sebuah susunan DNA. Jadi, kelompok ini ditambahkan pada lokasi DNA spesifik, untuk kemudian menghambat “pembacaan” perlekatan protein ke DNA.

Kemudian, kelompok kimia ini juga bisa dilepas kembali lewat proses demetilasi. Adanya metilasi inilah yang membuat gen menjadi “on” dan juga “off”.

• Modifikasi protein histon

DNA mengelilingi protein histon dengan sangat rapat, sehingga tidak bisa diakses oleh protein yang membaca gen itu. Bahkan, beberapa gen yang berada di sekitar protein histon akan berada dalam kondisi “off”, begitu pula sebaliknya.

• RNA non-coding

DNA merupakan instruksi untuk membuat RNA coding dan non-coding. Proses coding RNA ini berfungsi untuk membentuk protein. Tak hanya itu, cara ini juga membantu mengendalikan ekspresi gen dengan cara melekat ke RNA coding. Proses RNA non-coding juga melibatkan protein untuk mengubah histon sehingga gen bisa menjadi “on” dan “off”.

Bagaimana epigenetik bisa berubah?

Bertambahnya usia seseorang baik karena penuaan maupun respons terhadap lingkungan merupakan faktor yang bisa mengubah epigenetiknya. Lebih jauh lagi, berikut ini penjelasan bagaimana epigenetik berubah:

1. Tumbuh kembang

Perubahan epigenetik telah dimulai bahkan sebelum seseorang lahir ke dunia. Semua sel dalam tubuh memiliki gen yang sama, namun penampakan dan perilakunya berbeda-beda.

Ketika seseorang tumbuh besar, epigenetik ini membantu menentukan apa fungsi dari sebuah sel. Sebagai contoh, apakah ini sel jantung, sel saraf, atau sel kulit.

Lebih jauh lagi, lihat bagaimana sel otot dan sel saraf memiliki DNA yang sama. Namun, cara kerjanya berbeda. Sel saraf mengirim informasi ke sel lain dalam tubuh. Sementara sel otot memiliki struktur yang membantu kemampuan tubuh bergerak.

2. Usia

Sepanjang hidup manusia, epigenetik akan terus berubah. Artinya, epigenetik saat lahir tidak sama dengan epigenetik ketika menjalani masa kanak-kanak hingga dewasa.

Ada perbandingan proses metilasi DNA pada bayi baru lahir, orang dewasa 26 tahun, dan lansia berusia 103 tahun. Dari situ, terlihat bahwa level metilasi DNA menurun seiring dengan bertambahnya usia seseorang.

3. Fleksibilitas

Perubahan genetik tidak bersifat permanen. Bahkan, beberapa perubahan bisa ditambah atau dihilangkan sebagai respons atas pengaruh gaya hidup dan lingkungan.

Sebagai contoh, perokok aktif mungkin memiliki metilasi DNA lebih sedikit dibandingkan dengan yang tidak merokok. Setelah berhenti merokok, metilasi DNA dalam tubuh mantan perokok perlahan meningkat.

Hingga pada akhirnya, level metilasi DNA-nya bisa sama seperti orang yang tidak merokok. Pada beberapa kasus, proses adaptasi ini bisa berlangsung kurang dari setahun. Namun, seberapa lama waktunya bergantung pada berapa lama kebiasaan merokok dilakukan.

Kaitannya dengan kesehatan

Lebih jauh lagi, perubahan epigenetik adalah hal yang bisa berpengaruh terhadap kesehatan seseorang. Dampaknya berupa:

• Infeksi

Kuman mengubah epigenetik seseorang dengan cara melemahkan sistem imun. Dengan cara ini, kuman, virus, parasit, atau bakteri bisa bertahan hidup di dalam tubuh manusia.

Sebagai contoh, bakteri Mycobacterium tuberculosis yang menjadi penyebab tuberkulosis. Infeksi bakteri ini akan menyebabkan protein histon dalam sel-sel imun berubah. Mereka membuat gen IL-12B “off” sehingga sistem imun menjadi lemah.

• Kanker

Mutasi tertentu bisa membuat seseorang rentan menderita kanker. Sebagai contoh, mutasi gen BRCA1 membuatnya tidak berfungsi optimal sehingga rentan menderita kanker payudara dan kanker lainnya.

Secara umum, level metilasi DNA pada sel-sel kanker tentu lebih rendah daripada sel yang normal. Pola metilasi DNA bisa serupa meski tipe kankernya berbeda. Dari sini, epigenetik dapat membantu menentukan kanker apa yang diderita seseorang.

• Nutrisi saat hamil

Gaya hidup dan lingkungan seorang perempuan saat sedang mengandung juga sangat berkaitan dengan epigenetik. Contohnya bagaimana asupan nutrisi bisa berpengaruh terhadap kondisi epigenetik bayi. Perubahan ini bisa bertahan hingga beberapa dekade, bahkan membuat bayi rentan menderita penyakit tertentu.

Contohnya adalah fenomena Dutch Hunger Winter Famine, yaitu kondisi kelaparan di Belanda pada tahun 1944-1945. Anak-anak yang terlahir pada periode itu lebih rentan menderita penyakit seperti penyakit jantung, diabetes tipe 2, hingga skizofrenia.

Setelah diteliti, ditemukan bahwa level metilasi beberapa gen pada ibu yang hamil di masa bencana kelaparan ini mengalami perubahan. Ini juga menjawab mengapa anak-anak mereka rentan jatuh sakit saat tumbuh besar.

Catatan dari SehatQ

Pola makan hingga gaya hidup seseorang bisa mengubah epigenetik mereka. Ini akan berpengaruh pada banyak hal, mulai dari kesehatan, mudah tidaknya menderita penyakit, dan tumbuh kembangnya.

Lebih jauh lagi, gaya hidup dalam hal ini termasuk kebiasaan merokok, minum alkohol, polutan dari lingkungan, stres psikologis, dan jam kerja malam hari. Semua bisa berdampak terhadap epigenetik dan kinerja protein histon seseorang.

Untuk berdiskusi lebih lanjut seputar gaya hidup ideal untuk menjaga kestabilan pola epigenetik, tanyakan langsung pada dokter di aplikasi kesehatan keluarga SehatQ. Download sekarang di App Store dan Google Play.