Den Begriff der Genetik kennen wir bereits seit dem Biologie-Unterricht in der Schule. Aber weißt du auch womit sich der neue Wissenschaftszweig der Epigenetik beschäftigt?
Wir Menschen, wie jedes Lebewesen auf dieser Erde, von der kleinsten Pflanze bis zum größten Tier, bestehen aus Zellen. In diesen Zellen befindet sich die Erbinformation in Form der DNA (DesoxyriboNucleinAcid). Die DNA wird aus den Basenpaaren Adenosin und Thymin, Cytosin und Guanin gebildet. Diese vier Basen codieren die Erbinformation. Deshalb werden die vier Buchstaben A, C, G und T auch als „Alphabet des Lebens“ bezeichnet.
Der Mensch hat mehr als 200 Zelltypen, und in fast jeder Zelle ist dieselbe DNA-Sequenz. Aber nicht in jeder Zelle sind alle Gene aktiv. So erklären sich die Unterschiede. Es sind immer nur die Gene eingeschaltet, die gerade benötigt werden. Die übrigen werden durch chemische Markierung gezielt stillgelegt. Epigenetische Mechanismen machen das möglich und helfen der Zelle und somit dem gesamten Organismus, sich zu regulieren. Die Epigenetik bestimmt daher, wann welches Gen ein- und wann es wieder ausgeschaltet wird und gilt dadurch als das Bindeglied zwischen Umwelteinflüssen und Genen. So können wir auf Umweltveränderungen reagieren, obwohl sich an unserer DNA selbst nichts ändert.
Doch wie sieht so ein epigenetischer Code überhaupt aus?
Eine Möglichkeit der epigenetischen Markierung ist die DNA-Methylierung. Dabei docken kleine Moleküle – die Methylgruppen – an den DNA-Strang an und verhindern so, dass die nachfolgende Gensequenz abgelesen und in ein Protein übersetzt werden kann. Damit ist das Gen ausgeschaltet.
Eine ebenfalls wichtige Rolle spielt die sogenannte Histon-Acetylierung: Der DNS-Strang in der Zelle ist gut zwei Meter lang. Damit er in den Zellkern passt, muss er ganz dicht gepackt sein. Dabei windet sich der DNA-Strang um bis zu Hunderttausende perlenartige Gebilde, die Histonkomplexe. Um die auf diese Art in „die hinterste Schublade“ gepackten Gene zu aktivieren, muss das Erbgut erst wieder entpackt werden. Dabei helfen die Acetylgruppen, welche den DNS-Strang lockern und die Gene wieder freigeben und lesbar machen.
Auf der Karte des menschlichen Genoms kann man die Stellen mit den Sonder-Molekülen finden und erhält so neben dem genetischen Code das Epigenom als "zweiten Code".
Über diese Mechanismen werden Gene gesteuert, die mit Alterung, Entzündungen, Stoffwechsel und Krankheiten zusammenhängen. Zum Beispiel spricht eine höhere Methylierung von LINE-1 für eine stabilere DNA und jüngere Zellen und kann durch eine gesunde Ernährung und Lebensweise erreicht werden. Außerdem, können uns epigenetischer Biomarker bei der Vorbeugung und Früherkennung von manchen Krankheiten helfen.
Es gibt einen dritten Mechanismus, der ebenfalls der Genregulation dient. Sogenannte Micro-RNAs sind kurze RNA-Moleküle, die im Gegensatz zur gewöhnlichen RNA nicht in Proteine übersetzt werden. Ihre Funktion besteht darin, sich an andere RNA-Moleküle anzulagern und dadurch deren Übersetzung in Proteine zu verhindern. Diese kleinen Moleküle sind in allen Körperflüssigkeiten vorhanden und haben vielfältige regulatorische Aufgaben im gesamten Organismus. Sie nehmen an vielen biologischen Prozessen teil und können uns genauere Hinweise darauf geben, was in unserem Körper passiert.
Die Säulen der Epigenetik
Über die mittlerweile schon umfangreichen Erkenntnisse der Epigenetik können wir mitbestimmen wie unsere Gene reguliert werden. Dies sind die Säulen der epigenetischen Regulation:
1) Nutri-Epigenetik - wie Makro- und Mikronährstoffe wirken
2) Physio-Epigenetik - Einfluss der Bewegung
3) Psycho-Epigenetik - die Macht der Gedanken
4) Sozio-Epigenetik - Zusammenhang von sozialer Interaktion und Genexpression
5) Transgenerationale Epigenetik - Übertragung über Generationen
6) Umweltmedizin
7) Schlaf - Regeneration
Die Umwelteinflüsse, welche von der Epigenetik erforscht werden, verändern nicht unsere Gene, sondern regulieren deren Aktivität. Je nachdem, was wir unserem Körper antun, aktiviert oder deaktiviert er bestimmte Gene. Immer mehr Studien weisen darauf hin, dass epigenetische Modifikationen mit einer Reihe von Krankheiten verbunden sind. Diese reichen von psychischen Störungen bis zu chronischen Erkrankungen wie Diabetes. Dies verdeutlicht der Blick der Forschung auf eineiige Zwillinge. Sie sind genetisch identisch und unterscheiden sich kaum voneinander solange sie jung sind. Aber je älter sie werden, desto mehr epigenetische Unterschiede haben sie. Diese entstehen vor allem durch verschiedene Ernährungs- und Lebensweisen.
Die Epigenetik eröffnet uns ganz neue Blickwinkel und Chancen ein langes, gesundes Leben zu führen. Wir sind unseren Genen nicht ausgeliefert, sondern bekommen praktische, umsetzbare Strategien unsere Gesundheit in die eigenen Hände zu nehmen. Die individualisierte, präventive Medizin der Zukunft ist schon da! Wir dürfen sie jetzt für uns entdecken.
Comments