Epigenetik bedeutet wörtlich „über“ oder „über“ Genetik. Es bezieht sich auf externe Modifikationen an der DNA, die Gene „ein“ oder „ausschalten“.“ Diese Modifikationen verändern nicht die DNA-Sequenz, sondern beeinflussen, wie Zellen Gene „lesen“.

Beispiele für Epigenetik

Epigenetische Veränderungen verändern die physikalische Struktur der DNA. Ein Beispiel für eine epigenetische Veränderung ist die DNA-Methylierung – die Zugabe einer Methylgruppe oder einer „chemischen Kappe“ zu einem Teil des DNA-Moleküls, die verhindert, dass bestimmte Gene exprimiert werden.

Ein weiteres Beispiel ist die Histonmodifikation. Histone sind Proteine, um die sich die DNA wickelt. (Ohne Histone wäre die DNA zu lang, um in Zellen zu passen.) Wenn Histone die DNA fest zusammendrücken, kann die DNA von der Zelle nicht „gelesen“ werden. Modifikationen, die die Histone entspannen, können die DNA für Proteine zugänglich machen, die Gene „lesen“.

Epigenetik ist der Grund, warum eine Hautzelle anders aussieht als eine Gehirnzelle oder eine Muskelzelle. Alle drei Zellen enthalten die gleiche DNA, aber ihre Gene werden unterschiedlich exprimiert („ein“ oder „aus“), wodurch die verschiedenen Zelltypen entstehen.

Epigenetische Vererbung

Es kann möglich sein, epigenetische Veränderungen an zukünftige Generationen weiterzugeben, wenn die Veränderungen in Spermien oder Eizellen auftreten. Die meisten epigenetischen Veränderungen, die in Spermien und Eizellen auftreten, werden gelöscht, wenn sich die beiden zu einem befruchteten Ei verbinden, in einem Prozess namens „Umprogrammierung.“ Diese Neuprogrammierung ermöglicht es den Zellen des Fötus, „von vorne anzufangen“ und ihre eigenen epigenetischen Veränderungen vorzunehmen. Aber Wissenschaftler glauben, dass einige der epigenetischen Veränderungen in den Spermien und Eizellen der Eltern den Umprogrammierungsprozess vermeiden und es bis zur nächsten Generation schaffen können. Wenn dies wahr ist, könnten Dinge wie das Essen, das eine Person isst, bevor sie schwanger wird, ihr zukünftiges Kind beeinflussen. Dies wurde jedoch bei Menschen nicht bewiesen.

Epigenetik und Krebs

Wissenschaftler glauben nun, dass Epigenetik eine Rolle bei der Entwicklung einiger Krebsarten spielen kann. Zum Beispiel könnte eine epigenetische Veränderung, die ein Tumorsuppressorgen zum Schweigen bringt — wie ein Gen, das das Wachstum der Zelle in Schach hält – zu unkontrolliertem Zellwachstum führen. Ein anderes Beispiel könnte eine epigenetische Veränderung sein, die Gene „ausschaltet“, die helfen, beschädigte DNA zu reparieren, was zu einer Zunahme von DNA-Schäden führt, was wiederum das Krebsrisiko erhöht.