În biologie, epigeneza se referă la conceptul că organismele se dezvoltă din celule. Organismele sunt făcute din spori și ouă care se divid în multe feluri. Epigeneza produce un lanț de evenimente care duce la dezvoltarea întregii plante sau animal. Fiecare organism are un proces unic de epigeneză, dar există pași comuni pe care trebuie să îi parcurgă toate organismele.
Genele sunt informații utilizate de celulă pentru a controla modificările mici ale celulelor. Celulele folosesc multe gene tot timpul, iar unele gene doar o perioadă mică de timp, aceasta se numește expresie genică. Epigeneza folosește expresia genelor ca principală forță motrice din spatele diferențierii celulare sau schimbărilor celulare. De la primele celule ale unui organism, diviziunea determină diferențierea celulelor și expresia genelor, ceea ce determină formarea diferitelor tipuri de celule.
Celulele speciale, numite celule stem, se pot transforma în diferite tipuri de celule, în funcție de mediul în care se află celula. Epigeneza este începută de celulele stem care provin din ovulul sau sporul fertilizat. Aceste prime diviziuni celulare produc celule stem care vor folosi epigeneza pentru a se transforma în miliarde de tipuri de celule specifice.
Epigeneza nu este doar o listă de direcții pentru programul genetic cu care să construiască un organism. Întreaga celulă joacă un rol în expresia genelor prin utilizarea unor metode speciale. Metilarea, adăugarea de molecule de metan la gene, este folosită în mod obișnuit pentru a suprima o genă sau pentru a o opri. Mediul joacă, de asemenea, un rol cheie în determinarea expresiei genelor, deoarece anumite trăsături sunt exprimate doar în anumite condiții. De exemplu, antrenamentul produce mai multe celule musculare, deoarece stilul de viață antrenament influențează expresia genelor.
Filosoful antic Aristotel a fost primul care a documentat procesul de epigeneza. A dezvoltat ideea studiind plantele și animalele, deși nu avea acces la instrumente moderne. Pe vremea lui, majoritatea oamenilor credeau că Dumnezeu a făcut totul. Aristotel a luptat cu această viziune și a dezvoltat un model surprinzător de precis pentru procesul de dezvoltare. El a înțeles clar că anumiți factori de mediu vor afecta procesul de creștere.
Biologia modernă are o bună înțelegere a modului în care organismele se dezvoltă de la concepție. Procesul de exprimare a genelor și modul în care acesta provoacă modificări a fost documentat și studiat la nivel molecular. În 1939, Conrad Waddington a definit epigeneza drept desfășurarea programului genetic și acest lucru a dus la multe descoperiri. Cel mai surprinzător este că procesul de desfășurare este acum legat de multe forme de cancer la om.