Epigenetische Mechanismen und RNA-Interferenz

Die Methylierung von Basen ist ein wichtiger epigenetischer Mechanismus. Durch die Veränderung der DNA-Struktur wird die RNA-Polymerase blockiert und Gene werden abgeschaltet. Diese Methylierungsmuster können bei der Replikation an Tochterzellen weitergegeben und sogar über Keimzellen vererbt werden. Interessanterweise können Gene durch Entfernen der Methylgruppen wieder aktiviert werden.

Ein weiterer epigenetischer Mechanismus ist die Modifikation von Histonen. Dabei werden Acetylgruppen, Methylgruppen oder Phosphatgruppen an bestimmte Aminosäuren von Histonen gebunden. Dies lockert den Zusammenhalt zwischen DNA und Histonen, wodurch zuvor blockierte Gene exprimiert werden können. Umgekehrt kann eine Chromatinverdichtung, z.B. durch enzymatisches Entfernen von Acetylgruppen, dazu führen, dass Gene nicht mehr lesbar sind.

Die Regulation durch RNA-Interferenz basiert auf der Wechselwirkung verschiedener RNA-Moleküle. Der Prozess umfasst mehrere Teilschritte:

1. Die DNA im Zellkern codiert kurze RNA-Stücke (miRNA), die sich zu Doppelsträngen falten.
2. Diese miRNA wird von RISC-Proteinkomplexen gebunden und in Einzelstränge zerlegt.
3. Die einzelsträngige miRNA bindet an komplementäre mRNA-Sequenzen und blockiert die Translation.
4. Die mRNA wird durch den RISC-Komplex abgebaut.

Highlight: Ein wichtiger Unterschied zu Prokaryoten besteht darin, dass bei Eukaryoten Transkription und Translation räumlich und zeitlich voneinander getrennt sind.

Diese komplexen Regulationsmechanismen ermöglichen es Eukaryoten, ihre Genexpression präzise zu steuern und auf Umwelteinflüsse zu reagieren.