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Epigenetik Präsentation
19.8.2022
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Epigenetik HABEN GENE EIN GEDÄCHTNIS? Mehr als die Summe seiner Gene ● ● ● Epigenetik = Genetik+Epigenese Regulationsebene der Gene oberhalb der Basensequenz der DNA Bestimmt, unter welchen Umständen welches Gen angeschaltet wird und wann es wieder stumm wird -> Genregulation Regulation der Genaktivität aktiv inaktiv OOONO keine Veränderung DNA Modifizierung Informationen verschließen freigeben Was ist Epigenetik? Gleiches Genom, unterschiedliche Epigenome ● Primäre Information, die einen Menschen ausmacht: Gen- Sequenz -> Epigenetische Veränderungen sorgen dafür, dass nur ein Zwilling anfällig für bspw. Diabetes ist -> Unterschiedliche Gewohnheiten und Lebensumstände sorgen für die Entwicklung unterschiedlicher epigenetischer Codes Wie funktioniert Epigenetik? Die Regulation der Genaktivität läuft über chemische Modifikationen wie zB: DNA-Methylierung Histon-Modifikation / (Histon-Acetylierung) (Geschwindigkeitsanpassung des Telomerabbaus) ● ● ● 0 ● ● ● • ● DNA Methylierung Direkte epigenetische Veränderung der DNA, reversibel Enzyme hängen zusätzliche Methylgruppen an bestimmte Basen der DNA an -> DNA-Methyltransferasen sind dafür zuständig ● Bei Menschen spielt v.a. Methylierung der Base Cytosin eine große Rolle Entstehende Basen: Methyladenin und Methylcytosin Funktion. ,,Markierung" aktiver und inaktiver Regionen auf der DNA • -> trägt zur Genregulation & Genexpression bei DNA-Methylierungen werden von einer Zell-Generation auf die nächste übertragen ● ● ● ● ● e ● • ● Histon- Modifikation ● ● Wdh: Auf Histone aufgewickelte DNA heißt Chromatin DNA wird spulenartig um die Verpackungsproteine H2a, H2b, H3 und H4 gewickelt (jeweils zwei identische Moleküle) H2A H3 C H2B H2A H2B H3XXXX H4 H4 Lin Histon-Modifikation ● ● ● Histon-Acetylierung: Anhängen negativ geladener Acetylgruppen -> Chromatin Struktur öffnet sich -> Euchromatin -> lockerere Verpackung der DNA-> Transkriptionsfaktoren können binden und die DNA kann abgelesen werden Histon-Methylierung: Anhängen von Methylgruppen an die Histonschwänze An-/Abschalten von Genen -> Heterochromatin -> DNA-Strang nicht zugänglich ● ● a ● • ● Histonmodifikation Euchromatin Hetero- chromatin ㅂ H2a H4 H2b H3 HP1 HP1 H3 H2b/ H4 H2a ,,Zweiter...
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Code aus Mini-Molekülen Epigenetik Einflussfaktoren Epigenom verändert sich in Abhängigkeit vom Lebensstil Ernährung: Grüner Tee oder Brokkoli gilt als „epigenetisch gesund” („Methylgeber") -> Nahrung kann also die Genexpression beeinflussen Bsp. Bienen: Fütterung mit Gelée Royale -> Königin; Honig-Pollen-Brei -> Arbeiterbiene ● • Traumata „Traumata vernarben Erbgut" Menschliche Beziehungen haben nachhaltigen Einfluss auf das Epigenom XX Methylierung bestimmter Gene des Stresssystems Narben im Erbgut der Keimzellen können sogar weitervererbt erden Vererbung Frage nach Vererbung noch nicht vollständig geklärt -> Problem: Unterscheidung zwischen epigenetischer Vererbung und Einflüssen auf das Kind im Mutterleib ● Beispiel Mensch: Im Hungerwinter 1944/45 brachten Frauen viele untergewichtige Kinder zur Welt, die erstaunlich früh an Diabetes, Übergewicht oder Schizophrenie erkrankten Beispiel Tiere: Augenfarbe von Fliegen oder die Weitergabe erworbener Fettleibigkeit von Mäusen XX WO ZEIGT SICH, DASS EPIGENETISCHE VERÄNDERUNGEN VERERBT WERDEN? Offene Fragen WIE GENAU FUNKTIONIEREN DIE MECHANISMEN IM DETAIL? WELCHE GENE WERDEN DURCH WELCHE LEBENSMITTEL ANGESCHALTET? WIE LÄSST SICH DIE EPIGENETIK FÜR THERAPIEN VON KRANKHEITEN NUTZEN? Neue Erkenntnisse für die Medizin? In der Wissenschaft gibt es geteilte Meinungen Auf der einen Seite... ist die Interpretierbarkeit einiger Studien stark beeinträchtigt, Unterscheidung zwischen epigenetischen Ursachen und krankheitsbedingten Folgen schwer Nachweis epigenetischer Einflüsse beim Menschen kaum zu führen Auf der anderen Seite... ● ● ● ● könnte Epigenetik ein besseres Verständnis von Krankheiten & deren Behandlung ermöglichen Epigenetik könnte neue Wege in der medizinischen Forschung eröffnen ● ● ● ● • ● • Quellen ● ● Epigenetik Definition, epigenetische Modifikation · [mit Video] · [mit Video] · [mit Video] (studyflix.de) Methylierung DNA Methylierung, Vorkommen und Funktion [mit Video] (studyflix.de) Forschung: Epigenetik - Epigenetik - Forschung - Natur - Planet Wissen (planet-wissen.de) Epigenetik: Gene haben ein Gedächtnis (wissensschau.de) Epigenetik: Essgewohnheiten schlagen sich im Erbgut nieder (gesundheitsforschung-bmbf.de) Epigenetik - Verpackungskunst in der Zelle - YouTube Epigenetik - Änderungen jenseits des genetischen Codes - YouTube