La herencia epigenética mitótica es relativamente sencilla: generalmente ocurre al asegurar que cada “nueva” cadena de ADN producida durante la replicación del ADN de la mitosis se empareja con una cadena “vieja” que transporta información epigenética. La información “antigua” se utiliza para establecer la misma información sobre la cadena “nueva”, de modo que, después de la replicación, ambas nuevas moléculas de ADN contienen la misma información epigenética.
La transmisión de la metilación del ADN en los mamíferos es el ejemplo más fácil de esto, creo. La metilación tiene lugar en los dinucleótidos C de CpG en el genoma; porque 5′-CpG-3 ‘es una secuencia “palindrómica”, siempre se empareja con otro 5′-CpG-3’. Ambas citosinas en esta estructura están metiladas, por lo que la naturaleza semi-conservativa de la replicación del ADN significa que cada “nueva” molécula de ADN tiene una cadena metilada vieja y una nueva cadena no metilada. Estos CpG “hemimetilados” son reconocidos por el mantenimiento de la ADN metiltransferasa DNMT1, que metila específicamente el C no metilado en los CpG que reconoce. Por lo tanto, poco después de producirse la replicación, todos los CpG hemimetilados se convierten en CpG completamente metilados, lo que garantiza la transmisión de esta marca.
Las modificaciones de histonas funcionan de una manera conceptual similar, aunque existen dos mecanismos que compiten entre sí. Cada uno de los nucleosomas contiene dos copias de las cuatro proteínas nucleares nucleosómicas (o variantes de las mismas): H2A, H2B, H3 y H4. Durante la replicación, todo un genoma de nucleosomas tiene que ser fabricado y depositado en el ADN nuevamente replicado. Sus proteínas constitutivas de histona no se modifican, por lo que cualquier modificación epigenética presente en las colas de las histonas “antiguas” debe copiarse en las “nuevas” histonas.
Se han propuesto dos maneras para que esto suceda: o bien los nucleosomas viejos se dividen para que cada nueva molécula de ADN obtenga la mitad de un nucleosoma (que lleva modificaciones epigenéticas) en la posición correcta en el ADN, o los viejos nucleosomas se dividen aproximadamente por igual entre dos nuevos hilos. En el primer caso, los nucleosomas “hemimodificados” se ensamblan, mientras que en el segundo, los nucleosomas totalmente modificados se intercalan entre los nucleosomas completamente no modificados. En ambos casos, los complejos proteicos que pueden leer modificaciones de histonas (a través de proteínas de cromodominio y bromodominio) y llevar a cabo la actividad enzimática para establecer esa misma marca (a través de histonas aciltransferasas e histonas metiltransferasas) utilizan las modificaciones “antiguas” para moldear nuevas modificaciones en los recién depositados subunidades de histona.
Este es un proceso muy diferente en las células que se dividen meióticamente, sobre el cual puede leer aquí: Quora Respuesta del usuario a la genética y la herencia: ¿Cómo funciona la herencia epigenética en la línea germinal?
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