Enzymtechnik
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Abstrakt

Die Auswirkungen der Nutragenetik gegenüber dem zentralen Dogma der Molekularbiologie

Levi Ezequiel de Oliveira

Die Nutrigenetik, die von epigenetischen Mechanismen bestimmt wird, untersucht insbesondere die modifizierenden Auswirkungen der Vererbung. Auf molekularer Ebene geschieht Folgendes: Die DNA-Sequenz kann durch epigenetische Informationen, die direkt von den Umweltbedingungen beeinflusst werden, ausgedrückt oder unterdrückt werden. Dieses Informationssystem (die DNA-Sequenz) wird von den Organismen verwendet, wie es im zentralen Dogma der Molekularbiologie beschrieben wird, das 1959 von James Watson, dem Mitentdecker der DNA-Struktur, formuliert wurde. Diese Hypothese sagt voraus, dass Informationen in eine Richtung fließen: von unserer DNA-Sequenz zur RNA durch einen Prozess namens Transkription und von RNA zu Proteinen durch einen Prozess namens Translation. Es gibt jedoch eine weitere Informationsebene jenseits der DNA-Sequenz. Seit den 1970er Jahren lieferte eine neue Reihe von Forschungsarbeiten in der Genetik, die in einem Wissenschaftszweig namens Epigenetik (jenseits der Genetik) zusammengefasst wurden, solide Beweise dafür, dass der Phänotyp nicht nur durch die DNA-Sequenz gesteuert wird. Auch die Umweltbedingungen beeinflussen den Phänotyp, indem sie Bereiche der DNA-Sequenz bestimmen, die unterdrückt oder ausgedrückt werden müssen. Es gibt also zwei Arten von Informationen, die zum Aufbau eines Proteins verwendet werden. Eine davon ist die DNA-Sequenz selbst und die andere bestimmt, welcher Teil der DNA-Sequenz von der Zelle verwendet wird. Der Einfluss epigenetischer Mechanismen ist so tiefgreifend, dass er sogar die DNA-Sequenz verändern kann, da Methylierung mutagen ist. Methyliertes Cytosin neigt zur Desaminierung zu Thymin. CpG-Dinukleotide sind in Wirbeltiergenomen unterrepräsentiert. Darüber hinaus ist die unterschiedliche Menge an CpG zwischen Organismen ein solider Beweis dafür, dass Methylierung auch in der Evolution eine wichtige Rolle spielt. Der Unterschied zwischen der mutagenen Wirkung der Methylierung und den anderen Arten von Mutationen, die zufällig sind, besteht darin, dass die Methylierung tendenziell gerichtet ist und von Umweltbedingungen beeinflusst wird.