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Epigenetik- Was ist das?

27. April 2009

Frauen, die im Hungerwinter 1946/47 geboren wurden,kamen mit einem geringen Geburtsgewicht zur Welt und brachten später auch besonders kleine Kinder zur Welt, obwohl es nun wieder genug zu Essen gab. Die Enkel der Kriegsgeneration litten unter einem höheren Krankheitsrisiko. Wie kann es sein, dass Veränderungen, die durch die damaligen Lebensbedingungen hervorgerufen wurden noch in den nachfolgenden Generationen zu finden sind?

Die Erklärung für solche mysteriösen Fälle soll die Epigenetik geben. Epigenetik ist ein Thema das momentan in den Wissenschaftsforen heiß diskutiert wird, aber nicht für jeden einleuchtend erscheint. Deshalb taste ich mich heute mal vorsichtig an dieses Thema heran.

Epigenetik waren schon immer all die seltsamen und wundervollen Dinge, die sich durch die Genetik nicht erklären lassen.“ Denise Barlow (Wien, Österreich)

Das Spezialgebiet der Biologie beschäftigt sich mit der Vererbung von Merkmalen, die nicht in der DNA-Sequenz festgelegt sind. Ein wichtiger Bestandteil um Aufschluss über eine solche Art der Vererbung zu geben, sind Histone, eine Art Verpackungsmaterial für die DNA. Histone sind Proteine, die je nachdem welche chemische Gruppe sie tragen, ob sie methyliert oder acetyliert sind, Gene dauerhaft deaktivieren oder aktivieren können. Bei der Zellteilung geben Histone ihr Eigenschaft an die Tochterzellen weiter. So bleibt die genetische Information und auch die epigenetische Information erhalten. Es wird angenommen, dass Methylierung, Acetylierung oder auch andere Formen der Histonmodifikation, wie Phosphorylierung, Sumoylierung und Ubiquitinylierung durch äußere Faktoren, wie Umwelteinflüsse und Ernährung beeinflusst werden. Ein Beispiel bietet die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, die weiße Augen hat und ihre Embryonen bei 25 Grad Celsius aufzieht. Wird die Umgebungstemperatur der Embryonen für kurze Zeit auf 37 Grad Celsius erhöht, schlüpfen Fliegen mit roten Augen. Werden diese Fliegen untereinander gekreuzt, ist ein Teil der Nachkommen wieder rotäugig, obwohl auf eine weitere Wärmebehandlung verzichtet wurde. Eine Gruppe von Forschern von Renato Paro ,Professor für Biosysteme am Department of Biosystems Science and Engineering (D-BSSE), kreuzten diese Fliegen über sechs Generationen und immer wieder kamen Rotäugige zur Welt. Jedoch blieb die DNA-Sequenz des Gens, welches für die Augenfarbe verantwortlich ist bei Eltern und Nachkommen gleich.

Es scheint also, als wäre das Rätsel der besonders kleinen Kinder nach dem Hungerwinter gelöst. Doch ist das Ergebnis nicht ein Rückschlag für Darwins Evolutionstheorie? Nun es scheint es als hätte Lamarck doch nicht Unrecht gehabt. Umwelteinflüsse verändern die Eigenschaften eines Individuums und werden an die nächste Generation weitergegeben. Doch der Renato Paro meint „Darwin was 100 percent right“. Durch die Epigenetik werden neue Merkmale generiert und vererbt. Diese Merkmale seien den gleichen Evolutionsmechanismen unterworfen, wie diejenigen, die einen rein genetischen Ursprung haben. Wie wir die Ergebnisse der Epigenetik deuten können wird sich noch zeigen

Quelle:

Originaltext: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090412081315.htm

9 Kommentare leave one →
  1. 26. Mai 2009 10:23

    Eigentlich will ich mit meinem ersten Kommentar hier nicht gleich mit einer Kritik loslegen. Aber die Verbindung Epigenetik/Lamarck sieht man in den Medien leider oft genug, obwohl das einfach nicht richtig ist. Der vielleicht wichtigste Punkt wird bei Lamarck oft übersehen: Er lehnte vehement die Vorstellung ab, äußere Umwelteinflüsse seien für die Veränderung von Lebewesen von Bedeutung. Um beim bekannten Beipiel mit den Giraffen zu bleiben: Das Halswachstum kommt nach Lamarck von einem mystischen „Wollen“ der Giraffe. Dazu kommen dann noch eine ganze Reihe weiterer Gründe, warum Epigenetik und Lamarck nicht viel miteinander gemeinsam haben.
    Mich stört vielleicht am meisten daran, dass die Geschichte mit Lamarck für die Journalisten einfach zu gut ist, um sie nicht zu benutzen, ganz egal wie das dann wissenschaftlich im Detail aussieht. Der Underdog eben, der Zeit seines Lebens unverstanden blieb.

    Von meinem Rumgemecker auf diesem Detail mal abgesehen fand ich deine bisherigen Posts aber interessant geschrieben, und hab auch gleich den Feed abonniert. Ich freue mich also, mehr von dir zu lesen!

    • 28. Mai 2009 12:25

      Hi Alexander,

      Mit deinem Kommentar gebe ich dir vollkommen Recht. Ich habe Lamarcks Theorie in dem Text unbewusst modifiziert und freue mich daher umso mehr, dass du diese Veränderung entdeckt hast, da sie mir nicht mehr aufgefallen wäre.
      Dieser Fakt macht es jedenfalls nur noch deutlicher, dass Lamarcks Theorie der Vergangenheit angehört.

      Gruß Luisa

  2. 25. August 2009 21:57

    Nach einem halben Jahrhundert „angeboren oder erworben“ ist die neuere Epigenetik ein regelrechtes Erdbeben. Um aber interessante Schlüsse ziehen zu können, bräuchte man halbwegs verlässliche statistische Daten (z.B. über die „kleinen Kinder“), ob ein mutmaßlich epigenetisch entstandene Merkmal über die Generationen hinweg konsequent weitermendelt oder abklingt oder gar nach einer Anzahl von Generationen abrupt wieder verschwindet.
    Wie bzw. wo könnte man zu solchen Daten kommen?
    Gruß Herman

  3. Balanus permalink
    14. Oktober 2009 16:40

    Es wird wohl keine Revolution durch neue Erkenntnisse über epigenetische Mechanismen bei der Vererbung geben. Bei Säugetieren zumindest ist eine transgenerationale epigenetische Vererbung, also die Weitergabe modifizierter Gene an die nächste Generation, die große Ausnahme. In aller Regel findet man diese erworbenen genetischen Modifikationen nicht in reifen Keimzellen, sie werden ausradiert. Und das wäre nun mal die Voraussetzung für diese Form der epigenetischen Vererbung.

  4. spok permalink
    22. Oktober 2009 17:40

    Zu der Bemerkung, epigenetische Veränderungen würden normalerweise ausradiert, fehlt leider die Quellenangabe…

  5. Balanus permalink
    26. Oktober 2009 09:45

    Quellenangabe:

    Transgenerational Epigenetic Effects. Neil A. Youngson and Emma Whitelaw

    Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2008. 9:233–57

    Auf Seite 2:
    »To ensure the totipotency of the zygote and
    to prevent perpetuation of abnormal epigenetic
    states, most gene regulatory, i.e., epigenetic, in-
    formation is not transferred between genera-
    tions. Several mechanisms have evolved to erase
    the marks, including germline and somatic re-
    programming of DNA methylation and chro-
    matin proteins. However, we know that at some
    loci the epigenetic marks are not cleared. Ex-
    amples of this include genomic imprinting in
    mammals, mating type switching in yeast, and
    paramutation in plants. Although exceptional
    with respect to their resistance to reprogram-
    ming, these examples can be considered part of
    normal development, and they are not depen-
    dent on environmental cues. «

  6. spok permalink
    26. Oktober 2009 13:14

    Und diverse neuere Erkenntnisse zu dem Thema findet man unter dem Stichwort „transgenerationale Epigenetik“ unter google/erweiterte Suche/im letzten Jahr.

  7. Balanus permalink
    26. Oktober 2009 15:38

    @spok

    Könnten Sie kurz andeuten, um welche „neueren“ Erkenntnisse es sich da handeln soll? Zur transgenerationalen Epigenetik kursiert extrem viel Fragwürdiges im Netz. Wie zum Beispiel dieser Spiegel-Bericht, der bei der Google-Suche ganz oben steht.

  8. 26. Oktober 2009 17:46

    Nun möchte ich auch mal was zu diesem Thema beitragen. Da es als Kommentar zu lang geworden wäre, habe ich meine Meinung in einen neuen Artikel zusammengefasst…. Ihr seid natürlich eingeladen auch dort eure Meinung zu äußern und Fragen zu stellen: https://biowissen.wordpress.com/2009/10/26/epigenetik-beweise-es-mir/
    Viel Spaß

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