Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Die Umwelt wahrnehmen: Epigenetische Regulierung der Genexpression

Maria Cristina Vinci

Das Genomzeitalter hat gerade erst an der Oberfläche der komplexen Mechanismen gekratzt, die für die Entstehung des Phänotyps eines Organismus verantwortlich sind. Angesichts der jüngsten Entdeckungen wird deutlich, dass „andere genetische“ und Umweltfaktoren eng miteinander interagieren, um Informationen und Anweisungen für die Verwendung des genetischen Materials bereitzustellen. Aus dieser Sicht stellt die DNA „die Hardware“ dar, die erste genetische Schicht der Zellinformationen der Vorfahren, die in allen Geweben des Individuums identisch ist; eine weitere Schicht von Informationen, die unterschiedlich über das Genom verteilt ist und kontinuierlich als Reaktion auf physische und soziale Umweltsignale geschrieben, gelesen und gelöscht wird, stellt die „Software“ der Zelle dar, die Netzwerkverbindung mit der sich verändernden Welt um uns herum. Conrad H. Waddington (1942) bezeichnete dieses Konzept als Epigenetik, um die hypothetische Interaktion zwischen Genen und ihrer unmittelbaren Umgebung während der Entwicklung und Phänotypbestimmung zu beschreiben. Epigenetik wird als Gesamtheit funktionell relevanter Modifikationen bezeichnet, die die Genexpression regulieren, ohne die zugrunde liegende DNA-Sequenz zu verändern. Dieser Artikel untersucht die Interaktion zwischen Genom, Epigenom und Umwelt im Hinblick darauf, wie und wann externe Signale die langfristige Regulierung von Transkriptionsprogrammen beeinflussen.