Empfohlen, 2019

Tipp Der Redaktion

Könnte die Pasta tatsächlich beim Abnehmen helfen?
Was ist zu wissen über die Hiatushernie?
Warum brauchen wir Magnesium?

Epigenetik: Der Bewahrer des Codes

In den letzten Jahren hat sich die Aufmerksamkeit zunehmend vom DNA-Code und der Art und Weise, wie DNA verpackt wird, und den Proteinen, die damit interagieren, abgewandt. Diese sogenannten epigenetischen Faktoren sind vererbbar, umkehrbar und äußerst einflussreich.


Wenn es um DNA geht, ist die Art der Verpackung genauso wichtig wie der Code.

Die Epigenetik hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem wichtigen wissenschaftlichen Thema entwickelt.

Mit potenziellen Rollen bei Krebs, neuropsychiatrischen Erkrankungen und Immunerkrankungen ist es kein Wunder, dass die Epigenetik eine so große Aufmerksamkeit auf sich zieht.

Die Art und Weise, wie Gene exprimiert werden, ist unglaublich komplex. es erfordert die unendlich detaillierte Koordination mehrerer molekularer Akteure.

Die Epigenetik schafft eine zusätzliche Komplexitätsebene, die Forscher erst jetzt zu verstehen beginnen.

Jede Zelle in unserem Körper (außer ein paar wenige) enthält genau die gleiche DNA. Allerdings ist nicht jeder Teil der DNA gleichzeitig aktiv. In einer Leberzelle werden zum Beispiel unterschiedliche DNA-Anteile einer Hautzelle oder Muskelzelle "eingeschaltet".

Epigenetische Mechanismen sind dafür verantwortlich, dass die korrekte DNA-Information in jedem spezifischen Zelltyp exprimiert wird.

Ebenso können bestimmte Gene in unserem Leben zum Schweigen gebracht oder ausgedrückt werden. Diese schwankenden Ausdrucksraten können durch eine Vielzahl von Lebensereignissen und Verhaltensweisen beeinflusst werden - zum Beispiel, wo wir leben, Umweltverschmutzung, Alterung und Bewegung.


Chromatin ist in sich wiederholenden Einheiten organisiert, die als Nukleosomen bezeichnet werden.

Histonschwänze können einer Reihe chemischer Modifikationen unterzogen werden, darunter Acetylierung, Methylierung und Phosphorylierung. Diese epigenetischen Schwanzveränderungen wirken sich auf die Art und Weise aus, in der DNA repliziert und repariert wird.

Histonschwänze sind nur eine Region, in der die Epigenetik DNA-Prozesse beeinflussen kann. So können sogenannte Chromatin-Remodeling-Komplexe vorübergehend einstellen, wie kondensiertes Chromatin ist - je weniger Chromatin verpackt ist, desto einfacher ist es für Proteine, auf die DNA zuzugreifen und Replikationen oder andere Änderungen durchzuführen.

Kurz gesagt, die Art und Weise, wie eine Zelle DNA-Code aktiviert oder liest, kann durch Ändern der Art und Weise, wie sie verpackt wird, geändert werden. Es ist nicht notwendig, die Reihenfolge des DNA-Codes zu ändern, um den Phänotyp des Organismus zu ändern.

Diese epigenetischen Mechanismen, einschließlich Methylierung, Veränderungen der Histone und Veränderungen der Nukleosomen, sind vererbbar und werden als Epigenom bezeichnet.

Methylierung bei Krankheit

Der am meisten untersuchte Aspekt der Epigenetik ist die Rolle der Methylierung. Kurz gesagt, Methylierung ist ein Prozess, bei dem Methylgruppen an DNA angehängt werden. Meistens hat dies die Wirkung, die Gentranskription zu unterdrücken (der erste Schritt der DNA-Replikation, bei dem DNA in RNA kopiert wird).

In einer Studie aus dem Jahr 1969 wurde erstmals vermutet, dass die Methylierung von DNA für das Funktionieren des Langzeitgedächtnisses wichtig sein könnte. Seitdem wird die Bedeutung der Methylierung und ihre Rolle bei einer Reihe von Krankheiten langsam verstanden.

Immunerkrankungen

In den letzten Jahren wurden Erkenntnisse gesammelt, die zeigen, dass ein Verlust der epigenetischen Kontrolle über komplexe Immunprozesse zu Autoimmunkrankheiten beitragen kann. Beispielsweise wurde eine abnormale Methylierung von T-Zellen bei Patienten mit Lupus gemessen - einer Autoimmunerkrankung, die durch Entzündungen und multiple Organschäden gekennzeichnet ist.

Andere Studien haben auch gezeigt, dass die Methylierung bei rheumatoider Arthritis, einer anderen Autoimmunerkrankung, wichtig sein könnte.

Neuropsychiatrische Erkrankungen

Bestimmte psychiatrische, autistische und neurodegenerative Erkrankungen scheinen eine epigenetische Komponente zu haben, die eine Methylierung beinhaltet - insbesondere DNA-Methyltransferasen (DNMT), eine Familie von Enzymen, die an der Methylierung von DNA beteiligt sind.

Andere Studien haben eine mögliche Rolle der Methylierung bei der Alzheimer-Krankheit gefunden. In einer Studie wurde festgestellt, dass selbst in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten, die noch keine Symptome entwickelt hatten, Gene, die mit Alzheimer in Verbindung stehen, anders als normale Gehirne methyliert wurden.

Eine Rolle für die Methylierung im Autismus wurde ebenfalls gestellt. Autopsien autistischer Gehirne zeigten einen Mangel an MECP2 (Methyl-CpG-Bindungsprotein 2), einem Mitglied einer Familie von Proteinen, die an methylierte DNA binden und diese aktivieren.

Epigenetik und Krebs

Krebs hat bekanntlich eine starke genetische Komponente. Es wird nun angenommen, dass epigenetische Faktoren eine tiefe Beteiligung und Einfluss auf verschiedene Aspekte ihres Fortschreitens haben.

Krebs war 1983 die erste Erkrankung des Menschen, die mit der Epigenetik in Verbindung gebracht wurde. Die Forscher fanden heraus, dass Gene in Darmkrebszellen deutlich weniger methyliert waren als normales Gewebe.

Es ist jetzt bekannt, dass zu wenig Methylierung Instabilität in Chromosomen erzeugen und Onkogene aktivieren kann. und zu viel Methylierung kann das Stummschalten der für die Unterdrückung von Tumoren verantwortlichen Gene einleiten.

Da die Epigenetik reversible Änderungen an Aspekten des Chromatins mit sich bringt, könnte unser Verständnis seiner Rolle bei verschiedenen Erkrankungen zu innovativen neuen Behandlungen führen. Eine Studie veröffentlicht in Karzinogenese im Jahr 2009 sagt:

"Die Tatsache, dass epigenetische Aberrationen im Gegensatz zu genetischen Mutationen möglicherweise reversibel sind und durch epigenetische Therapie wieder in ihren normalen Zustand zurückversetzt werden können, macht solche Initiativen vielversprechend und therapeutisch relevant."

Die Epigenetik steckt noch in den Kinderschuhen. Aufgrund ihres weitreichenden Einflusses auf Gesundheit und Krankheit werden Erkenntnisse aus der von ihr hervorgebrachten Forschung wahrscheinlich aufschlussreich sein. Nur die Zeit wird zeigen, wie viel Einfluss die Epigenetik auf uns und unsere Nachkommen hat und wie viel Einfluss die medizinische Wissenschaft auf sie haben wird.

Beliebte Kategorien

Top