Epigenetisk arv refererer til nedarvede ændringer i fænotype eller genekspression forårsaget af andre mekanismer end ændringer i DNA-sekvensen (præfikset epi betyder desuden ). Sådanne ændringer kan forblive synlige i flere cellulære generationer eller endda flere generationer af levende væsener.
I tilfælde af epigenetisk arv er der ingen ændring i DNA-sekvensen, men andre genetiske faktorer regulerer genernes aktivitet. Det bedste eksempel på epigenetiske ændringer for eukaryoter er processen med celledifferentiering . Under morfogenesen bliver totipotente stamceller pluripotente cellelinjer, som derefter udvikler sig til fuldt differentierede celler i embryonale væv. En enkelt celle - en zygote - et befrugtet æg differentieres til forskellige typer celler: neuroner , muskelceller , epitelceller , blodkarceller og mange andre. Under differentiering aktiveres nogle gener, og andre inaktiveres.
Følgende mekanismer for epigenetisk arv er blevet beskrevet:
Da fænotypen af en celle eller en organisme som helhed afhænger af, hvilke gener der transskriberes , kan nedarvningen af genernes transkriptionelle status føre til epigenetiske effekter. Der er flere niveauer af regulering af genekspression, hvoraf det første er remodelleringen af kromatin - et kompleks af DNA og associerede proteiner - histoner . Chromatin-ombygning kan initieres ved post-translationel modifikation af histonaminosyrer, såsom deres methylering, og kemisk modifikation af nitrogenholdige baser, såsom cytosin - methylering .
Nogle gange regulerer transskriptionsresultatet af et gen direkte eller indirekte aktiviteten af det samme gen. For eksempel opregulerer transkriptionsfaktorerne Hnf4 og MyoD ekspressionen af mange gener i lever og muskler . Andre epigenetiske ændringer reguleres af ekspressionen af forskellige spliceosomale mRNA-varianter eller ved dannelsen af dobbeltstrengede RNA-molekyler ( RNAi ). Disse gener tændes og slukkes ofte af cellens signalsystemer, men nogle gange i syncytium overføres RNA mellem celler ved diffusion .