اپی ژنتیک

اپی ژنتیک

آیا امکان این که برخی صفات اکتسابی از طریق نسل ها منتقل شوند وجود دارد؟ چنین نظری در قرن نوزدهم رایج شد و اولین بار توسط لامارک دانشمند فرانسوی پیشنهاد شد اما این نظریه با پیدایش ژنتیک کلاسیک و تکامل داروینی از اعتبار ساقط شد. آخرین میخ تابوت تکامل لامارکی کشف DNA در سال ۱۹۵۳ بود. به نظر می رسد این مولکول کارآمد و منظم که رمز هایی برای حیات را در توالی های بسته بندی شده ای به نام ژن حمل می کند ثابت می کند که تنها یک خصوصیت ژنتیکی مثل رنگ چشم می تواند به ارث برسد. 

برای دانشمندان علم ژنتیک والدین و اجداد تنها به عنوان افرادی که ژن هایشان را انتقال داده اند اهمیت دارند و نوع زندگی شان در این مورد نقشی ندارد اما گروه دیگری از دانشمندان اکنون دلایل قانع کننده ای ارائه کرده اند که پیشنهاد می کند توارث ممکن است به واقع آنقدر که ژنتیک دان های کلاسیک معتقدند، ساخته و پرداخته نباشد. این نظریه اپی ژنتیک نامیده می شود.

برای دانلود مقاله کامل کلیک کنید

اپی ژنتیک و انخاب طبیعی

استاد زارعی

گردآورنده

علی عزلتی مقدم

تکامل چیست:

تکامل یکی از زیبا ترین و تاثیر گذار ترین مباحثی است که در چندین سال اخیر باهاش برخوردی عمقی داشتم. تکامل یک مبحث بسیار گسترده و بزرگ در رشته زیست شناسی است و بر سر رشد انسان ها و کلا "طبیعت" در دنیا توضیحاتی می ده. بحث تکامل و چگونگی تکمیل شدن "طبیعت" (اعم از انسان و مابقی موجودات) تا حدی گسترده است که به راحتی می تونه در ایدئولوژی های شما و روش زندگی تون هم تاثیر بذاره. من به تمام خوانندگان توصیه می کنم مطالب زیر رو حتما مطالعه کنند.

اگر تاریخ زمین را به صورت یک تقویم 30 روزه از ابتدای به وجود آمدن زمین تا به امروز تصور کنیم. ھر روز آن 150 میلیون سال خواهد بود. خواھیم دید که اولین سیستم ھای زنده در روز 4ام این تقویم که برابر خواھد بود با تقریبا 4 میلیارد سال پیش به وجود آمدند. اولین سیستم ھای زنده در واقع بسیار زود به دنیا آمدند. قدیمی ترین فسیل ھایی که یافت شده است در حدود 1.3 میلیارد سال پیش (27امین روز) به وجود آمدند. بر اساس این تقویم اولین انسان ھای واقعی چیزی حدود 10 دقیقه آخر این تقویم به دنیا آمدند و تاریخ ثبت شده بشری که به دوران سومری ھا باز می گردد حدود 30 ثانیه آخری این تقویم را اشغال می کند. به این تقویم، تقویم زمین شناسی گفته می شود که نمونه ای بسیار مختصر از آن در زیر آمده است. علامت سوال به این معنی است که در دقت این روز در زمین شناسی تردید وجود دارد.

ھمانطور که در این تقویم نیز مشخص است، گونه ھای مختلف جانوری ھمگی به یکباره پا به زمین نگذاشته اند، بلکه به تدریج گونه ھای جدیدی در روی زمین به وجود آمده اند. وجود تک سلولی ھا بر روی سیاره ای با شرایط مساعد برای حیات ھمچون زمین کافی است تا به بوجود آمدن پر سلولی ھا، نرم تنان، بی مھرگان، دو زیستان، پستانداران و در نھایت انسان بیانجامد. این تقویم تنھا موجوداتی که پا به روی زمین گذاشته اند را نشان میدھد، جالب است بدانید دانشمندان معتقدند تعداد گونه ھای جانوری که ھم اکنون بر روی زمین وجود دارند کمتر از یک هزارم تمام گونه ھای جانوری است که تا به حال روی زمین زیسته اند. باید توجه داشت که تئوری تکامل به نحوه پیدایش حیات و تک سلولی ھای نخستین ارتباط چندانی ندارد، بلکه به چگونگی ادامه حیات ارتباط دارد، برای توضیح چگونگی شکل گیری حیات تئوری ھای دیگری ھمچون آزمایش میلر یولر مورد بررسی قرار گرفته اند. حال، تکامل، نظریه ای است که می تواند به ما در فھم اینکه چگونه گونه ھای جانوری جدید بر روی زمین پدیدار می شود و برخی جانداران نیز از روی زمین محو می شوند کمک کند.

  تکامل در بیولوژی، به پروسه ای اطلاق می شود که بر اساس آن، جمعیت ِ گونه ھا با ویژگی ھای برتر وراثتی افزایش می یابند و از نسلی به نسل بعدی منتقل می شوند. در طول زمان این ویژگی ھا به گونه جانوری کمک می کنند که به تعداد بیشتری نسبت به گونه ھای رقیب تکثیر بیابند و در جمعیت بر آنھا تسلط یابند. اتفاق افتادن این پروسه در مدت ھای طولانی می تواند پدید آمدن موجودات جدید را توضیح دھد. بر اساس تئوری تکامل موجودات جدید تر ھمگی اجداد مشترکی دارند، و برای نشان دادن این شراکت در اجداد، معمولا از درختواره ھای فیلوژنتیکی (Phylogenetic tree) استفاده می شود.

ھمانطور که گفته شد توسعه و پیشرفت در ژنتیک درھای جدیدی را برای فھم تکامل باز کرده است، به گونه ای که امروز مطالعات ژنتیکی پایهء درک ما از تکامل ھستند، یعنی بھترین توضیحات و توجیھات را برای بررسی موضوعات مختلف در ارتباط با تکامل را می توان از دیدگاه ژنتیکی دریافت کرد. اطلاعات ژنتیکی که دستورالعمل ھای ساخت سلول ھستند را امروز می توان در ھر موجودی مانند یک کتاب باز کرد و خواند. و ھمین تحقیقات ژنتیکی امروز نشان میدھد که 99% ژن ھای انسان و بوزینه کاملا مشترک ھستند و تفاوت بیولوژیکی میان انسانھا و بوزینه ھا در ھمان 1% است که با ھم اختلاف دارند، بنا بر این، تحقیقات امروزی ھم، تئوری داروین را که با بررسی و مشاھده استخوان ھای جانوران توسعه یافته بود، تایید می کنند.

حال به صورت تصادفی و بر اثر برخی علت ھای دیگر گاھی اوقات این اطلاعات ژنتیکی به واسطه یک جھش ژنتیکی تغییر پیدا می کنند. اگر جھش ژنتیکی وجود نداشته باشد تمامی موجودات دقیقا شبیه یکدیگر خواھند بود. این تغییرات ژنتیکی یکی از عوامل تکامل ھستند و عامل دیگر نیز شرایط زیستی در محیطی است که این جانداران در آن زندگی می کنند. تغییرات زیست محیطی باعث می شوند موجوداتی که سازگارتر با محیط ھستند نجات پیدا کنند و موجوداتی که سازگاری با محیط ندارند نابود شوند. برای اینکه این مسئله بھتر درک شود به مثالی توجه کنید:

در جنوب غربی ایالات متحده امریکا زمین ھای شنی وجود داشت که رنگ زرد داشتند، تا اینکه آتشفشانی فوران می کند و مواد مذاب روی سطح شن ھا را فرا می گیرند، بعد از اینکه این مواد مذاب سرد می شوند سطح این زمین زرد رنگ به سنگھای تیره تبدیل می شود، موش ھای زرد رنگی که رنگ زمین شنی پیش از فوران آتشفشان در آن زمین ھا زندگی می کردند به این منطقه جدید باز می گردند، ھر 1000 سال یکبار یک موش سیاه رنگ بر اساس تصادفات (جھش) ژنتیکی ایجاد می شود، اگر فرض کنیم در صورتی که سیاه بودن یک موش یک صدم درصد احتمال بقای آن موش را نسبت به موش ھای زرد بیشتر بکند، زیرا جغد ھایی که در آن منطقه وجود دارند می توانند موش ھای زرد رنگ را به دلیل اینکه نمی توانند خود را بر روی سنگ ھای سیاه استتار کنند به سادگی شکار می کنند، در حالی که موش ھای سیاه می توانند بسیار ساده تر خود را از دید شکارچیان پنھان کنند، در نتیجه جمعیت موش ھای سیاه به تدریج بیشتر می شود و جمعیت موش ھای زرد کمتر و کمتر می شود، بعد از حدود 1000 نسل از زاد و ولد این گونه جانوری جمعیت موش ھای سیاه به نود و پنج درصد کل جمعیت موش ھا تبدیل می شود. در این مثال یک موش سیاه به دلیل تغییری که برای نجات در مورد او تحقق افتاده است پس از 1000 نسل به اکثریت آن گونه جانوری تبدیل می شود. حال اگر فرض کنیم آن امتیاز از یک صدم درصد به ده درصد تبدیل شود این وضعیت در 100 نسل تحقق خواھد یافت، و تحقیقات نشان داده است که این عدد حتی بیش از ده درصد است. در واقعیت این تغییر جمعیت و تکامل ممکن است در صد سال اتفاق بیافتد.

می بینیم که در مثال بالا که یک مورد کوچک از تکامل است، ھر دو عامل، یعنی شانس و ھمچنین شرایط زیستی چگونه باعث تکامل یافتن این موجودات می شود. تغییرات متعدد به مرور زمان منجر به شکل گیری گونه ھای جدید بسیار متفاوت با گونه ھای پیشین می شود و تکامل ھمیشه ادامه پیدا می کند، در نتیجه ھمه جانداران در ھر زمان و مکانی ھمواره در حال تکامل یافتن ھستند.

اپی ژنتیک

آیا امکان این که برخی صفات اکتسابی از طریق نسل ها منتقل شوند وجود دارد؟ چنین نظری در قرن نوزدهم رایج شد و اولین بار توسط لامارک دانشمند فرانسوی پیشنهاد شد اما این نظریه با پیدایش ژنتیک کلاسیک و تکامل داروینی از اعتبار ساقط شد. آخرین میخ تابوت تکامل لامارکی کشف DNA در سال ۱۹۵۳ بود. به نظر می رسد این مولکول کارآمد و منظم که رمز هایی برای حیات را در توالی های بسته بندی شده ای به نام ژن حمل می کند ثابت می کند که تنها یک خصوصیت ژنتیکی مثل رنگ چشم می تواند به ارث برسد.

برای دانشمندان علم ژنتیک والدین و اجداد تنها به عنوان افرادی که ژن هایشان را انتقال داده اند اهمیت دارند و نوع زندگی شان در این مورد نقشی ندارد اما گروه دیگری از دانشمندان اکنون دلایل قانع کننده ای ارائه کرده اند که پیشنهاد می کند توارث ممکن است به واقع آنقدر که ژنتیک دان های کلاسیک معتقدند، ساخته و پرداخته نباشد. این نظریه اپی ژنتیک نامیده می شود.

نظریه تکاملی لامارک برای مدتها به علت مردود شمرده شدن وراثت صفات اکتسابی مطرود بود؛ با وجود این یافته‌های چند دهه اخیر نشان داده‌اند که برخی صفات اکتسابی می‌توانند بدون تغییر در توالی نوکلئوتیدهای DNA به ارث برسند. سازوکارهای این نوع توارث از قبیل متیلاسیون DNA، خاموش شدن ژن از طریق تداخل RNA، و ساختمان سوم پروتئینی در پریون‌ها همگی تحت عنوان توارث اپی‌ژنتیک طبقه‌بندی می‌شوند و در تکامل نقش دارند همچنین به جز توارث اپی‌ژنتیک؛ اقسام توارثی دیگری نیز در تکامل شرکت می‌کنند که مستقیما تحت کنترل ژن‌ها نیستند و از جمله آن‌ها می‌توان به DIT و سیمبیوژنز اشاره نمود.

 اپی ژنتیک نظریه ای در زمینه توارث است که می گوید ژن دارای «حافظه ای» برای یک واقعه است. ممکن است دو نسل در معرض واقعه یا رخدادی قرار بگیرند و این رخداد در ژن های آن نسل نشان گذاری شود و موضوع برای ۴ یا ۵ نسل بعد یا بیشتر ادامه یابد. این خود شاخه کاملی از ژنتیک با مفاهیمی گسترده است که اغلب ما در مورد آن چیزی نشنیده ایم. اپی ژنتیک مطالعه چگونگی انتقال اطلاعات از یک سلول اخلاقش بدون رمزگذاری دقیق اطلاعات در توالی DNA است. در عوض ژن ها ممکن است به شیوه های دیگر تغییر یابند یا اصلاح شوند. اپی ژنتیک که به طور تحت اللفظی به معنی «روی» ژن ها است، اصلاحاتی است که می تواند به صورت حذف یا اضافه شدن مولکول های خاص از DNA باشد و این امر به نوبه خود بر چگونگی تفسیر ژن ها توسط هسته سلول تاثیر می گذارد.

   نشان گذاری ژنی (Gene Imprinting) در سال ۱۹۸۰ مارکوس پمبری استاد ژنتیک در بیمارستان استریت اورموند یکی از اولین افرادی بود که نشان داد برخی ژن های انسانی به وسیله نشانگر اپی ژنتیکی نشان گذاری می شوند و در نتیجه می توان تعیین کرد که آنها از کدام والد منشأ گرفته اند. پمبری در حال مطالعه یک بیماری نادر به نام نشانگان انجلمن (Angelman Syndrom) بود که در آن در نتیجه جهش، توالی کوچکی از DNA از یکی از کروموزوم ها حذف می شود.مبتلایان به این نشانگان حرف نمی زنند، راه رفتنی خشک و نامنظم دارند و بیش از حد می خندند. پمبری دریافت که این نشانگان زمانی ایجاد می شود که توالی DNA که از مادر به ارث می رسد حذف شود. دیگران نشان دادند که اگر همین توالی از DNA پدر حذف شود باعث ایجاد ناهنجاری کاملاً متفاوتی به نام نشانگان پرادر- ویلی (Prader- Willi) می شود، که کودکان مبتلا به آن علاقه سیری ناپذیری نسبت به خوردن غذا دارند. اگر این عارضه کنترل نشود باعث می شود که آنها به صورت وسواسی غذا بخورند تا زمانی که از نظر بالینی چاق شوند. مطالعه پمبری نشان می دهد که به نحوی ژن «به یاد می آورد» از کدام والد منشأ گرفته است. در همین زمان دانشمندان متوجه شدند، در حالی که هر سلول در بدن انسان حاوی DNA یکسانی است، ژن های منفرد دارای مکانیسم تغییر وضع دهنده یا سوئیچ کننده ای هستند که به آنها دستور می دهد، خاموش یا روشن باشند. این موضوع مشخص می کند که چگونه یک سلول برای مثال به سلول مغز، چشم یا ریه تبدیل می شود. جهش های اپی ژنتیکی می توانند با تداخل در این مکانیسم سوئیچ کننده از شناسایی شدن یا بروز یک ژن خاص جلوگیری کنند. دکتر ولف استاد دانشگاه کمبریج نشان داد که ممکن است عوامل مداخله گر محیطی یا انسانی با این سوئیچ تداخل ایجاد کرده و به طور مصنوعی آنها را با ایجاد اثراتی طولانی مدت خاموش یا روشن کنند. آزمایش هایی در حال شروع شدن هستند تا نشان دهند که اثرات اپی ژنتیکی واقعاً از طریق نسل ها انتقال می یابند.

دکتر جاناتان سکل دردانشگاه ادینبورگ کارشناس علمی و بالینی در مورد هورمون استرس «کورتیزول» است.او در ابتدای امسال دریافت که اگر موش های آزمایشگاهی باردار تحت استرس قرار گیرند، نسل بعدی آنها هم نشانه های استرس، فشار خون بالا، دیابت و رفتار های اضطرابی را نشان می دهند. این موضوع مثالی از یک «اثر مادری» است که طی آن محیط داخل رحم نسل های بعدی را متاثر می کند، در حال حاضر روشن نیست که آیا یک عامل اپی ژنتیکی این اثر مادری را ایجاد می کند یا نه. آنچه که سکل به آن علاقه مند بود اینکه نسل های بعدی موش ها، نشانه های مشابه استرس را به طور اپی ژنتیک از مادربزرگشان به ارث می برند؛ استرسی که خودشان تجربه نکرده بودند. جالب تر اینکه اگر فرزندان مذکر دچار استرس با ماده های طبیعی جفت گیری می کردند، این ماده ها هم فرزندانی به دنیا می آوردند که نشانه های استرس غیرعادی را نشان می دادند. سکل آنقدر متعجب شده بود که آزمایش ها را تکرار کرد و نتایج مشابهی به دست آورد.

Genomic imprinting

پدیده ژنتیکی است که در آن تظاهر ژن¬ها از قوانین مندلی یعنی تظاهر هر دو آلل از یک فرد، تبعیت نمی¬کند بلکه تظاهر آن وابسته به آللی است که یا منشاء پدری دارد یا منشاء مادری. این پدیده هم در پستانداران و هم در حشرات و گیاهان دیده می¬شود. یک فرآیند اپی ژنیک است که شامل متیلاسیون و تغییرات هیستونی که به منظور دریافت توالی ژنی تک آللی بدون اینکه تغییر در توالی ژنتیکی ایجاد شود، می¬ باشد. بیان متناسب این ژن¬ها برای تکوین طبیعی موجودات خیلی مهم هستند. بیشتر امراض ژنتیکی وابسته به عملکرد نامناسب این نوع ژن¬ها است. اصولا در هر موجود دیپلوئید، هر فرد ترکیبی از گامت¬های نر و ماده است به این ترتیب هر فرد دو آلل اتوزومی خود را از والدین دریافت می¬کند. برای ژنهای اتوزومی در اکثر موارد هر دو آلل بیان می¬ شود. در پستاندارن بخش خیلی کوچکی از ژنها ،حدود 1% وضعیت ,imprinting دارند یعنی فقط یکی از آلل¬ها بیان می¬شوند و آللی که بیان می¬ شود می¬تواند به یکی از والدین (والد پدر) وابسته باشد.

کلمه imprinting اولین بار درمورد حشره pesudoccuse nipaemea به کار گرفته شده است. در این حشره در جنین¬ های ماده، تمامی کروموزوم¬ها به صورت یوکروماتین هستند و فعال، در صورتی که در نرها، یکی از ژنوم¬ها به صورت غیر فعال در می¬ آید (هتروکروماتین)، نتیجه اینکه فرد نر به صورت هاپلوئید عمل می¬کند و در ژنومی که به صورت silence فعال می¬شود ژنوم پدری است. در پستانداران همgenetic imprinting به مفهوم عملکرد غیر مساوی آلل¬های ژن¬های غیروالدینی در یک فرد است. مطالعات نشان داده است که 80% این ژن¬ها بصورت کلاستر هستند که تحت عنوان imprinted domains نامیده می شوند. این امر منجر به تنظیم و هدایت هماهنگ ژن¬ها می¬شود (co-ordinated control).

مکانیسم imprinting:

یک مکانیسم فعال است (dynamic). به این مفهوم که سیستم باید بتواند هم imprinting را حذف و هم در باند مستقر کند. ماهیت imprinting اپی ژنتیک است. در سلول¬های ژرمینال imprinting حذف شده است ولی بعدا بسته به جنس موجود برقرار می¬شود و در اووسیت imprinting والد مادری برقرار خواهد شد. در گیاهان و پستانداران دو مکانیسم در استقرار imprinting درگیر هستند:

DNA متیلاسیونmethylation DNA

تغییرات هیستونها histone modification

در اعتقادات و فلسفه اسلامی تاکید جدی بر تاثیر غذا و شرایط ، عوامل محیطی و حلال و حرام حتی در هنگامی که جنین در رحم مادر است و همچنین در طول رشد و نمو نوزاد و کودک در خلق و خو و سلامت و بیماری آن شده است واینک علم فراژنومی به کشف دقیق این تاثیرات موفق شده است و اهمیت و ارزش تربیت و اداب اسلامی را نشان می دهد

اپی ژنومیک EpiGenomic واپی ژنتیک Epigenetic دانشی است نوین و بسیار پیشرو جهت کشف علل موثر بر سیستم وراثتی ما در فرایند ایجاد بیماری ها و عوارض بخصو ص کشف علل بیماری ها و اختلالات پیچیده

اپی در یونانی به معنای بالا تر و فراتر است بنابر این اپی ژنومیک را می توان فراژنومی معنا نمود و اپی ژنتیک را فراژنتیک

سئوالاتی که سبب توسعه این دانش گردید این بود که :

1- با اینکه همه بیلیون ها سلول بدن ما کروموزوم های مشابه و ساختار ژنتیکی یکسان و سکانس های ژنی مشابه دارند پس چه جیزی سبب تفاوت سلول ها و بافت ها می شود؟

که یک سلول با همان اطلاعات ژنتیکی پوست می شود دیگری عصب و سومی استخوان یا سلول خونی و غیره ؟

2- چرا 10 سال از تعیین نقشه کامل ژنوم انسان و بسیاری از عوامل بیماریزا و تعیین ردیف کامل ژنوم انسان و مشخص شدن اطلاعات سکانس ژن ها بشر هنوز موفق به کشف علل بسیاری از بیماریها و همجنین نقش ژن ها در بیماریها و اختلالات نشده است؟

3- سئوال دوم اینکه چرا در دوقلوهای همسان و شبیه از نظر ژنتیکی تفاوت های بسیاری وجود دارد؟

توجه شما را جلب می کنم به تفاوت های فیزیولوژبک، رفتاری و حساسیت به بیماری های دوقلوهای به هم جسبیده که شبیه ترین از نظر ژنتیکی هستن. علت این تفاوت ها در حین شباهت ساختار وراثتی این دوقلو ها چیست؟

احتمالا عواملی خارج از سیستم و اطلاعات وراثتی در این تغییرات نقش دارند

دانشمندان در صدد کشف این عوامل متوجه شدند که بله این حدس درست است مولکول هایی شیمیایی وجود دارند که بر فعال یا غیر فعال شدن ژن ها تاثیر می کنند و سبب تغییر رفتار و فعلیت یک ژن در دو فرد کاملا مشابه می گردند. این ممولکول ها از طریق غذا تنفس

در این دانش بررسی تاثیر این عوامل در تنظیم و فعال یا کمتر فعال شدن یا غیر فعال شدن ژن ها مطالعه می شود که به دو طریق صورت می گیرد

فرایند اول متیلاسیون DNA است در ایت فرایند گروه های متیل با ساختار و بدنه در ایت فرایند گروه های متیل با ساختار و بدنه DNA در جایگاه خاصی متصل شده و سبب فعال یا غیر فعال شدن آن می شود

در مسیر دوم : تغیرر هیستونی یا histone modification گفته می شود که بطور غیر مستقیم بر DNA تاثیر می کند . هیستون ها پروتئین های هستند که پیکره DNA را در بر می گیرند و سبب ایجاد ساختار طولانی و پیچیده آن می شوند که در نهایت به کروموزوم تبدیل شده و در هسته قرار می گیرد. مولکول های بسیاری هستن که به هستون ها متصل شده سبب فشردگی یا شل شدن انها و در نتیجه تغییر ساختار و عمل ژنها می شوند که اثار ان را در افراد مختلف مشاهده می کنیم.

نظریهٔ وراژنی (اپیژنتیکی) نظریه‌ای است ناشی از توسعه‌ای است که منشا ژنتیکی رفتار و همچنین تاثیر مستقیمی که نیروهای محیط زیست به مرور زمان روی بیان آن ژن‌ها می‌گذارند را شامل می‌شود. قضیه بر تعامل پویای بین این دو توانایی در طی توسعه تمرکز می‌کند.

تعامل برانگیزترین ایده‌های توسعه در شکل‌ها ی گوناگون و تحت نام‌های متفاوت در سرار قرون نوزدهم و بیستم مورد بحث قرار گرفته‌است. یک ایدهٔ اولیه در میان اظهارات بنیادین در جنین شناسی، توسط کال ارنست وان بایر پیشنهاد شد و توسط ارنست هایکل تعمیم داده شد. یک رویکرد متفاوت به نام "اثر بالدوینِ" جیمز مارک بالدوین در گفتمان معاصر برجسته‌است. یک دیدگاه اپی ژنتیکی بنیانی (زیست شناسی فیزیولوژیکی)توسط پائول ونتربرت توسعه یافت. نوع دیگر اپی ژنسیز احتمالاتی توسط گیلبرت گوتلیب در سال ۲۰۰۳ ارائه شد.

اپی ژنسیز احتمالاتی دیدگاهی است که بیان می‌کند تاثیر دوطرفه‌ای بر مبنای چهار سطح تجزیه تحلیل، بر توسعهٔ یک ارگانیسم وجود دارد. این چهار سطح از تجزیه تحلیل‌ها عبارت است از فعالیت محیطی (اجتماعی، فیزیکی و فرهنگی)، رفتار، عصبی و فعالیت ژنتیکی . این دیدگاه شامل تمام عوامل ممکن در حال توسعه روی یک ارگانیسم و نه تنها اینکه چطور ارگانیسم و یکدیگر را تحت تاثیر قرار می‌دهند بلکه همچنین شامل اینکه چطور ارگانیسم، توسعهٔ خود را تحت تاثیر قرار می‌دهد، می‌باشد.

با توجه به روانشناسی رشد، اریک اریکسون ایده‌ای به نام اصل اپی ژنتیک را توسعه داد که بیانگر این است که چطور ما از طریق آشکارسازی شخصیتمان در مراحل از پیش تعیین شده و تحت تاثیر محیط زیست و فرهنگ اطرافمان توسعه یافتیم. این آشکارسازی بیولوژیکی در با تنظیمات اجتماعی و فرهنگی در مراحل رشد روانی انجام شده، که " پیشرفت در هر مرحله با موفقیت یا عدم موفقیتمان در مراحل قبلی مشخص شده‌است

قضیهٔ اپی ژنتیک سیر تکاملی را به عنوان نتیجهٔ یک تبادل دوطرفهٔ در حال انجام بین محیط و وراثت در نظر می‌گیرد

محدودهٔ تاثیرات محیطی شامل چیزهایی است که ما تحت تربیت، مانند پدر و مادر، پویایی خانواده، تحصیل و کیفیت همسایگی در برخورد با ویروس‌ها و اتفاقات داخل سلول، کسب می‌کنیمعلاوه بر این، نظریه ابعاد فرهنگی هافستد می‌گوید که فرهنگ‌های مختلف منجر به تأثیرات زیست محیطی به طرق مختلف می‌شود

از آنجا که نظریه اپیژنتیکی متکی بر محیط زیست (که در میان فرهنگ‌های مختلف متفاوت است) و وراثت به عنوان عامل موثر بر توسعه‌ای است، که بیان می‌کند کجا و چطور رشد افراد می‌تواند رشد بالقوه شان را پیش بینی کند. وضعیت اجتماعی و اقتصادی می‌تواند به تأثیرات زیست محیطی کمک کند، به عنوان مثال دسترسی به غذاهای سالم، دارو و مراقبت موجب تسهیل توسعه مثبت است. ژن‌ها، در طول یک دوره حیات پروتئین‌ها را تولید می‌کنند، که این پروتئین‌ها می‌توانند در محیط‌های مختلف متفاوت باشد. با این وجود نظریهٔ اپی ژنتیک بیان می‌کند که ژن‌هایی که مشترک هستند، تعیین کنندهٔ صفات فردی در شیوه‌ای مستقل نیستند، بلکه صفات را وابسته به محیط تعیین می‌کنندهیچ اجماعی بر روی اینکه چه درصدی از طبیعت یا پرورش ما باعث به وجود آمدن ما می‌شود، وجود ندارد.

اپی ژنتیک نظریه ای در زمینه توارث است که می گوید ژن دارای «حافظه ای» برای یک واقعه است. ممکن است دو نسل در معرض واقعه یا رخدادی قرار بگیرند و این رخداد در ژن های آن نسل نشان گذاری شود و موضوع برای ۴ یا ۵ نسل بعد یا بیشتر ادامه یابد. این خود شاخه کاملی از ژنتیک با مفاهیمی گسترده است که اغلب ما در مورد آن چیزی نشنیده ایم.

اپی ژنتیک مطالعه چگونگی انتقال اطلاعات از یک سلول اخلاقش بدون رمزگذاری دقیق اطلاعات در توالی DNA است. در عوض ژن ها ممکن است به شیوه های دیگر تغییر یابند یا اصلاح شوند. اپی ژنتیک که به طور تحت اللفظی به معنی «روی» ژن ها است، اصلاحاتی است که می تواند به صورت حذف یا اضافه شدن مولکول های خاص از DNA باشد و این امر به نوبه خود بر چگونگی تفسیر ژن ها توسط هسته سلول تاثیر می گذارد.

• ژن های جنسیت

مطالعات اولیه انسان ها هم نشانه های توارث فرانسلی اپی ژنتیکی (trans-generation) را نشان داده است. لارس اولاو بیگرن پزشک سوئدی در همکاری با پمبری متوجه شد که اگر پدربزرگ پدری در دوران کودکی دچار سوءتغذیه باشد، نوه های پسری او عمر طولانی تری دارند ولی بر روی هیچ یک از نوه های دختری تاثیر نخواهد گذاشت. این وضع نشان می دهد که مکانیسم انتقال اثرات اپی ژنتیکی در زنان و مردان متفاوت است. این مطالعات حتی نشان داده است که دسترسی به موقع به غذا در زندگی جد مادری بر روی نوه هایش تاثیر دارد. اپی ژنتیک این نظر را که تعیین توالی ژنوم انسان همه جواب های لازم درباره توارث انسان را خواهد داد، به زیر سئوال برده است. استلزامات ناشی از تغییرات اپی ژنتیکی DNA کاملاً وسیع و قابل ملاحظه است؛ آنها می توانند بعدی اضافی را به تکامل بیفزایند و آن را نسبت به محرک های مصنوعی پاسخ دهنده کنند که کاملاً متفاوت با ژنتیک کلاسیک خواهد بود. گاهی محیط تغییراتی را فقط برای چند نسل برمی انگیزد، اما ما هنوز نمی دانیم که چه چیزی می تواند به طور بالقوه عکس العمل های اپی ژنتیکی را آغاز کند. به نظر می رسد که میراث ما برای نسل های آینده بیش از آن چیزی باشد که تا به حال تصور می کردیم.

7میلیون سال قبل. جانورانی شبیه به انسان آغاز به را رفتن با 2 پا نمودند. در مابین 5 تا 8 ملیون سال پیش انسان ها از شمپانزه ها گریل ها و بقیه موجودات اولیه منشعب گردیدند. مهم ترین پدیده در این زمان دستیابی به قابلیت راه رفتن توسط 2 پا می باشد. فسیل های به دست آمده در کشور آفریقایی چاد ثابت می کند که بعضی از پستانداران اولیه حداقل در بخشی از حیات خویش با استفاده از 2 پا راه می رفتند. حیوانات دیگر شامل شمپانزه ها می توانستند به مدت کوتاهی از زندگی روزمره خود با 2 پا راه بروند. اما توانایی راه رفتن و استفاده از پا به طور دائمی مستلزم تغییراتی در استخوان و اسکلت در انسان نما ها بود.

2 میلیون سال پیش. استفاده پستاندارهای اولیه از ابزارهای سنگی.

2 اتفاق بسیار مهم باعث ظهور انسانها از جهان جانوران گردید: 1) ایجاد و استفاده از ابزراهای سنگی. 2) کشف آتش

پستانداران دیگر نیز از سنگ ها به عنوان ابزار استفاده می کردند. اما استفاده از سنگ برای فرم دادن به سنگی دیگر انقلابی بزرگ و سر آغاز تمام تکنولوژی ها بود. انسانهای اولیه از سنگ ها برای فرم دادن به سنگ های دیگر و یا برای قطعه قطعه کردن استفاده می کردند. انسانهای اولیه استفاده از ابزارهای سنگی را به طور تقریبی 2 میلیون سال پیش انجام داده اند.

آتش: زمانی بعد از آغاز استفاده از ابزارهای سنگی آتش کشف گردید. اجداد ما یاد گرفتند که چگونه با استفاده از وسایل طبیعی آتش به وجود بیاورند. استفاده از آتش استفاده از گرما و نور آن بود. انسانهای اولیه از آتش برای پختن غذای خود استفاده می کردند. بدین ترتیب مواد بیشتری قابل خوردن گردیدند. در نتیجه کشف آتش و استفاده از ابزارهای سنگی و گسترش زنجیره غذایی برای انسانهای نخستین حجم مغز و وزن آنها افزایش یافت. و این به توسعه انسان اولیه به انسان امروزی بسیار یاری رسانده است.

جریان ژنی

جریان ژن به معنی تبادل ژن بین جمعیت¬ها و بین گونه ¬ها است. تبادل دانه گرده و همچنین مهاجرت گیاهان به مناطق جدید و انجام تلاقی با گیاهانی از همان گونه، مثال¬هایی از جریان ژنی درون گونه¬ای هستند. جریان ژنی بین گونه¬ای شامل ایجاد گیاهان دورگ در بین گیاهان ( و سایر موجودات) و انتقال افقی ژن است. مهاجرت بدرون و یا به خارج از جمعیت موجب تغییر فراوانی آللی و تنوع می¬شود. مهاجرت بدرون جمعیت موجب افزودن ژنهای جدید به مخزن ژن و مهاجرت به خارج از جمعیت موجب کاهش غناء مخزن ژن می¬گردد. موانع طبیعی مانند اقیانوس¬ها، بیابان¬ها و کوهستانهای مرتفع مانع مهاجرت و جریان ژن می¬شوند.

انتقال افقی ژن یعنی انتقال ژن از یک موجود به موجود دیگری بغیر از فرزندان و نتاج فرد دهنده ژن. این پدیده اغلب در باکتریها اتفاق می¬افتد. البته ویروسها نیز می توانند موجب انتقال ژن بین موجودات زنده مختلف شوند. در طی تکامل و در جریان ایجاد کلروپلاست و میتوکندری در موجودات یوکاریوت نیز انتقال افقی ژن بصورت گسترده ای صورت پذیرفته است.

نتیجه گیری

با توجه به روانشناسی رشد که اریک اریکسون ایده‌ای به نام اصل اپی ژنتیک را توسعه داد که بیانگر این است که چطور ما از طریق آشکارسازی شخصیتمان در مراحل از پیش تعیین شده و تحت تاثیر محیط زیست و فرهنگ اطرافمان توسعه یافتیم. این آشکارسازی بیولوژیکی در با تنظیمات اجتماعی و فرهنگی در مراحل رشد روانی انجام شده، که " پیشرفت در هر مرحله با موفقیت یا عدم موفقیتمان در مراحل قبلی مشخص شده‌است.

قضیهٔ اپی ژنتیک سیر تکاملی را به عنوان نتیجهٔ یک تبادل دوطرفهٔ در حال انجام بین محیط و وراثت در نظر می‌گیرد.

محدودهٔ تاثیرات محیطی شامل چیزهایی است که ما تحت تربیت، مانند پدر و مادر، پویایی خانواده، تحصیل و کیفیت همسایگی در برخورد با ویروس‌ها و اتفاقات داخل سلول، کسب می‌کنیم.. علاوه بر این، نظریه ابعاد فرهنگی هافستد می‌گوید که فرهنگ‌های مختلف منجر به تأثیرات زیست محیطی به طرق مختلف می‌شود

از آنجا که نظریه اپیژنتیکی متکی بر محیط زیست (که در میان فرهنگ‌های مختلف متفاوت است) و وراثت به عنوان عامل موثر بر توسعه‌ای است، که بیان می‌کند کجا و چطور رشد افراد می‌تواند رشد بالقوه شان را پیش بینی کند. وضعیت اجتماعی و اقتصادی می‌تواند به تأثیرات زیست محیطی کمک کند، به عنوان مثال دسترسی به غذاهای سالم، دارو و مراقبت موجب تسهیل توسعه مثبت است. ژن‌ها، در طول یک دوره حیات پروتئین‌ها را تولید می‌کنند، که این پروتئین‌ها می‌توانند در محیط‌های مختلف متفاوت باشد. با این وجود نظریهٔ اپی ژنتیک بیان می‌کند که ژن‌هایی که مشترک هستند، تعیین کنندهٔ صفات فردی در شیوه‌ای مستقل نیستند، بلکه صفات را وابسته به محیط تعیین می‌کنند،هیچ اجماعی بر روی اینکه چه درصدی از طبیعت یا پرورش ما باعث به وجود آمدن ما می‌شود، وجود ندارد.