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Epigenetik - Änderungen jenseits des genetischen Codes
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 29 Zeilen
- [Musik] Rund 200 verschiedene Zelltypen gibt es im menschlichen Körper und obwohl alle
- zunächst einmal das gleiche Erbgut besitzen, unterscheiden sich beispielsweise eine Herzzelle und eine Leberzelle maßgeblich voneinander. Der
- Grund dafür, in jedem Zelltyp sind andere Gene aktiv, hier rot dargestellt. [Musik] Welche von ihnen aktiv sind, kann eine
- Zelle steuern? Dannlich binden spezielle Proteine an die DNA und das jeweilige Gen wird abgelesen. Durch sogenannte epigenetische
- Veränderungen kann sie diesen Prozess kontrollieren. Diese Änderungen betreffen nicht den genetischen Code der DNA. Sie sind aber trotzdem vererb.
- So kann die Zelle Gene stummschalten oder aktivieren durch anknüpfen kleiner chemischer Moleküle. Ein Beispiel dafür ist die DNA
- Methylierung. Sie betrifft vor allem die hier gelb dargestellte Promotorregion, den eigentlichen Lesestartpunkt für die Gene. Zytosinmoleküle kommen hier
- besonders häufig vor. An sie knüpfen Enzyme, die Methyltransferrasen, eine Methylgruppe an. Andere Proteine können nun an den Promotor binden und
- verhindern, dass das Gen abgelesen wird. Es ist damit stumm geschaltet. DNA Metylierungen spielen bei der Krebsentstehung eine große Rolle. Bei
- vielen Krebszellen trägt die DNA mehr Methylgruppen als üblich. Dadurch werden Gene stillgelegt, die normalerweise die Entstehung von Krebs verhindern. Auch
- dies ein epigenetischer Effekt. Die DNA kann aber nicht nur metliert werden. Auch Hydroxylgruppen kommen zum Einsatz. Mit ihnen lässt sich das Ganze
- nämlich auch wieder rückgängig machen. Die Hydroxymethylierung ist ein Zwischenschritt bei der Entfernung von den Athylgruppen. Auf diese Weise werden
- vorher stillgelegte Gene wieder aktiviert. Eine weitere Möglichkeit, die Aktivität von Genen zu kontrollieren, liegt in der
- Verpackung der DNA. Damit der 2 m lange DNA Faden in den nur wenige tausendstel Millimeter großen Zellkern überhaupt reinpasst, wird er um
- Proteine gewickelt, um die Histone. Davon gibt es mehrere Varianten H2A, H2B, H3 und H4. Sie lagern sich
- paarweise zusammen und da es von jedem Pärchen zwei gibt, entsteht schließlich ein Achterkomplex, zudem sich auch noch das Histon H1 gesellt. Dieses Gemisch
- aus Proteinen und DNA wird als Chromatin bezeichnet. Der Verpackungsgrad des Chromatins entscheidet nun, ob die
- Ablesemaschinerie auf die DNA zugreifen kann. Denn nur wenn DNA und Histone locker gepackt sind, ist ein Gen für Enzyme zugänglich und kann somit auch
- abgelesen werden. Wieder sind es kleine Anhängsel, dieses Mal an den Histonen, die den Verpackungskarte DNA bestimmen.
- [Musik] Methyl, Acetyl oder Phosphatgruppen. Je nachdem an welcher Stelle eine solche chemische Gruppe angehängt wird, öffnet
- oder schließt sich das Chromatin. [Musik] Werden Histone beispielsweise azyliert, wird die Verpackung meist lockerer. Das
- heißt, das Chromatin öffnet sich. Es wird zum sogenannten Eukromatin. Enzyme können nun an die DNA binden und die Gene ablesen.
- Bei einer Methylgruppe gilt diese einfache Regel nicht. Hier kommt es darauf an, wo genau sie platziert wird. Sie kann aktivierend sein oder aber wie
- in diesem Beispiel stummschaltend. Die Chromatinstruktur schließt sich und das Gen kann nicht abgelesen werden. Die DNA liegt also als Heterochromatin vor. Doch
- auch dieser Zustand ist reversibel. Epigenetische Veränderungen betreffen also nicht den genetischen Code selbst.
- Das bezeichnet die Silbe Epi, also jenseits des Gencodes. Sie können jedoch an die nächste Generation vererbt werden. Während DNA Mutationen
- unwiderruflich sind, können epigenetische Veränderungen leicht rückgängig gemacht werden. Dies ist ein bemerkenswerter Mechanismus mit Hilfe
- dessen ein Organismus auf sich ändernde Umwelteinflüsse reagieren kann. [Musik]
- [Musik]
Zum Nachlesen
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EpigenomEin Epigenom besteht aus einem Satz der chemischen Veränderungen der DNA und der Histonproteine eines Organismus. Diese Veränderungen können an die Nachkommen …
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