{"id":3453,"date":"2018-01-22T16:51:13","date_gmt":"2018-01-22T16:51:13","guid":{"rendered":"http:\/\/nawi.naturundbildung.at\/wp\/?page_id=3453"},"modified":"2018-07-30T05:55:15","modified_gmt":"2018-07-30T05:55:15","slug":"epigenetik","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/nawi.naturundbildung.at\/wp\/?page_id=3453","title":{"rendered":"Epigenetik"},"content":{"rendered":"

Epigenetik: <\/u><\/strong>Unter Epigenetik versteht man molekulare Mechanismen, die zu einem st\u00e4rkeren oder schw\u00e4cheren Ablesen von Genen f\u00fchren, ohne dass die dort gespeicherte Information ver\u00e4ndert wird. Dabei markieren Enzyme bestimmte Abschnitte der DNA. Der Eingriff betrifft nicht die Nukleotidsequenz des DNA-Strangs, sondern spielt sich „oberhalb“ von ihr ab \u2013 daher die Bezeichnung Epigenetik (von griechisch: epi = \u00fcber). Zellen steuern so unter anderem, wann sie welche Proteine produzieren \u2013 und in welchen Mengen.<\/p>\n

In den Zellkernen befinden sich Chromosomen. Diese bestehen aus langen DNA Ketten, die alle Erbinformationen, die Gene enthalten. Die DNA ist um Proteinbrocken gewickelt, den Histonen. Docken sich Methylgruppen (-CH3-Gruppen) an die DNA, so ziehen sich die Nukleotide dicht zusammen. Diese methylierten DNA Abschnitte k\u00f6nnen dann nicht mehr gelesen werden, d.h. die Gene auf diesem DNA-Abschnitt sind ausgeschaltet. Je nach Lebensstil ergibt sich eine andere DNA Methylierung. DNA Methylierungen k\u00f6nnen aktive Gene einfach abschalten und langfristig auch bei eineiigen Zwillingen (anhand eineiiger Zwillinge lassen sich Einfl\u00fcsse auf das Erbgut gut untersuchen, da sie ja genetisch identisch sind) zu sichtbaren Ver\u00e4nderungen f\u00fchren. Welche Gene aktiv sind oder nicht zeigt dabei ein Schaltplan, das sogenannte \u00dcbergenom (Epigenom). Durch das An-und Abschalten der Gene erreicht ein Chromoson vielfache Kombinationsm\u00f6glichkeiten, so entsteht eine zweite Informationsebene, das Epigenom).<\/p>\n

Was aber ver\u00e4ndert das Epigenom? <\/u><\/em><\/p>\n

Den Hauptanteil tr\u00e4gt m\u00f6glicherweise die Nahrung (Getr\u00e4nke, Lebensmittel, UV-Strahlung, das Rauchen, Kunststoffe die man ber\u00fchrt, Stresshormone ect.). Zur Untersuchung der Hypothese, dass Lebensstile die \u201eSchalter\u201c steuern und das manche dieser erworbenen Schalterstellungen wahrscheinlich \u00fcber mehrere Generationen vererbbar sind, dienten Belege einer historischen Katastrophe, die Hungersnot 1944 in Amsterdam.<\/p>\n

Denn auff\u00e4lligerweise entwickelten Kinder die zur damaligen Zeit mit einem niedrigen Gewicht geboren wurden, eine h\u00f6here Anf\u00e4lligkeit f\u00fcr Krankheiten wie Typ 2 Diabetes oder Herz-Kreislauferkrankungen (man bezeichnet dies auch als umweltbedingte Programmierung von Erwachsenenerkrankungen). Dabei scheint es, dass die schwere Unterern\u00e4hrung in einer Art Zellged\u00e4chtnis bis ins Erwachsenenalter schlummert. Auch Tierversuche an genetisch identischen Tieren belegen die genetische Programmierung durch Ern\u00e4hrung (man kann bspweise durch eine erh\u00f6hte Zufuhr an Soja die Fellfarbe von M\u00e4usen ver\u00e4ndern, da die Hormone, die im Sojaprodukt enthalten sind, bewirken, dass das Gen, das f\u00fcr die Fellfarbe verantwortlich ist, ver\u00e4ndert wird). Studien zeigen, dass auch Lebensmittel, die wir Menschen konsumieren die Gene ebenso stark beeinflussen.<\/p>\n

Ein Beispiel liefert das Ph\u00e4nomen \u201easiatisches Paradox\u201c. Obwohl es sich um eine hektische Gesellschaft handelt, gibt es dort weniger Krebserkrankungen. Das liegt am Konsum des gr\u00fcnen Tees, denn beim aufbr\u00fchen der nicht fermentierten Bl\u00e4tter, l\u00f6st sich eine Naturchemikalie heraus, die auf ein Gen reagiert, welches im hohen Alter oft inaktiv wird (es l\u00f6st die Methylgruppen des abgeschalteten Gens und schaltet es wieder an, dieses aktive Gen produziert einen k\u00f6rpereigenen Stoff, welches den Krebs bek\u00e4mpft). Das hei\u00dft, dass jede Krankheit eine epigenetische Komponente haben k\u00f6nnte, denn alle Gene werden durch epigenetische Markierungen reguliert. Grund daf\u00fcr ist die Zellteilung (Erneuerungsprozess), deren Materialien die Nahrung liefert. Somit sind Vitamin B12 oder auch Fols\u00e4ure usw. unbedingt notwendig, um den Schaltplan bei der Zellteilung zu \u00fcbertragen. Stehen die Bausteine bspweise im Mutterleib nicht zur Verf\u00fcgung, werden Krankheiten oft vorprogrammiert (Bezug auf Bsp. Hungersnot 1944). Desweiteren entdeckte man bei Menschen mit geistigen St\u00f6rungen wie Schizophrenie epigenitische Biomarker (die durch die Ern\u00e4hrung gebildet werden), die die Produktion eines Botenstoffes im Gehirn verhindern und somit die Krankheit ausl\u00f6sen k\u00f6nnen, d.h. ist eine Ern\u00e4hrung die sehr reich an Methylgruppen ist wichtig (z.B. Folat in Bohnen) damit die Enzyme die Methyl \u00fcbertragen k\u00f6nnen aktiv bleiben.<\/p>\n

Sollten sich all diese Untersuchungen best\u00e4tigen, bedeutet dies, dass nicht nur Gene sondern auch deren Schaltpl\u00e4ne von Generation zu Generation weitervererbt werden.<\/p>\n

Prinzipiell gilt, dass die Nahrung sowie ihre Verpackung den K\u00f6rper in den ersten Lebensmonaten dauerhaft programmiert. Dabei stellt Bisphenol A (Grundbaustein f\u00fcr Kunststoffe und Beschichtungen und somit in Babyflaschen bspweise vorhanden) ein Problem dar. Dieser Stoff l\u00f6st sich v.a. beim Erhitzen in kleinen Mengen heraus. Bisphenol A ist zwar ungiftig aber aufgrund seiner Molekularform dockt er sich gern an \u00d6strogenrezeptoren an, die dann aktiv werden und Gene anschalten k\u00f6nnen, die eigentlich ausgeschalten sein sollten. Wissenschaftliche Ver\u00f6ffentlichung best\u00e4tigen, dass schon kleinste Aufnahmen von Bisphenol A zu Ver\u00e4nderung bspweise im Rahmen der Pubert\u00e4t f\u00fchren (Bereich des Brustdr\u00fcsenwachstums, Gr\u00f6\u00dfe der Geb\u00e4rmutter z.B.). Da das k\u00fcnstliche Hormon Bisphenol A auch in Konserven vorhanden ist, k\u00f6nnte es auch eine lebenslange Fettleibigkeit verantwortlich sein (belegt durch Versuchen an Tieren).<\/p>\n

Die Idee, dass dieser durch erworbene Ereignisse beeinflusste Schaltplan der Gene \u00fcber mehrere Generationen hinweg weiterlebt werden kann, widerspricht auf den ersten Blick der klassischen Evolutionstheorie Darwins und unterst\u00fctzt die l\u00e4ngst \u00fcberholte, widerlegte Lehre des Lamarck, ist aber bei genauerem Hinsehen ein „Motor“ der Evolution, da dieser Mechanismus schnellere Anpassungen erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Das gr\u00f6\u00dfte Potenzial der Epigentik, ist aber die Untersuchung der Ursachen von Krankheiten, denn die Epigenetische Medizin (z.B. eine richtige Ern\u00e4hrung, darunter Superfood wie Avocados, Granat\u00e4pfel) in der Zukunft k\u00f6nnte Krankheiten behandeln die noch nicht ausgebrochen sind.<\/p>\n

Die Epigenetik untersucht \u00c4nderungen der Genfunktion, welche nicht erblich bedingt sind beziehungsweise auf Mutationen beruhen, jedoch trotzdem an die Tochterzelle weitergegeben werden. Hierbei handelt es sich um Ver\u00e4nderungen an den Chromosomen, wobei Abschnitte oder das gesamte Chromosom ver\u00e4ndert wird, die DNA-Sequenz jedoch gleich bleibt.<\/p>\n

Es gibt derzeit drei bekannte Schalter, durch die diese Ver\u00e4nderungen vorgenommen werden: Methylierungen, Histonmodifikationen (Histonproteine beeinflussen die Transkription eines Gens) oder den beschleunigten Abbau der Telomere (= Enden der Chromosomen) (vgl.http:\/\/www.aerzteblatt.de\/archiv\/131610\/Epigenetik-und-Ernaehrung-Folgenreiche-Fehlprogrammierung)<\/p>\n

DNA-Methylierung <\/strong>ist eine chemische Ab\u00e4nderung der Grundbausteine der Erbsubstanz in der Zelle. Dabei docken kleine Molek\u00fcle (Methylgruppen aus einem Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatomen) an den DNA-Strang an und verhindern so, dass die nachfolgende Gensequenz abgelesen und in ein Protein \u00fcbersetzt werden kann. So wird das Gen ausgeschaltet (vgl. http:\/\/www.planet-wissen.de\/natur\/forschung\/epigenetik\/<\/a>).Diese Ab\u00e4nderung wird durch die \u00dcbertragung von Methylgruppen durch Enzyme auf Nukleobasen an bestimmten Stellen der DNA bewirkt.<\/p>\n

Die Folgen der Methylierung zeigen sich bei der Regulierung der Genexpression: Methylierte Cytosine in der Promotorregion eines Gens f\u00fchren zu seiner Inaktivierung und agieren somit als \u201e<\/span>Ausschalter<\/strong>\u201c. Dieses Ph\u00e4nomen verhindert, dass alle Gene in einem Gewebe oder einer Zelle gleichzeitig exprimiert werden.<\/span><\/p>\n

Da im Genom alle Cytosine in einem CG-Kontext bekannt sind (d.h. alle Cytosine, die vor einem Guanin liegen), lassen sich sowohl gewebe- als auch krankheitsspezifische Muster identifizieren. Sie erm\u00f6glichen die Diagnose von Erkrankungen<\/strong>zu einem sehr fr\u00fchen Zeitpunkt und erlauben ihre molekulare Klassifizierung.<\/p>\n

Zusammenfassend:<\/p>\n

Ob Klima, Sport, Dauerstress, Gef\u00fchle, Hunger oder st\u00e4ndige \u00dcberern\u00e4hrung \u2013 Einfl\u00fcsse aller Art k\u00f6nnen S\u00e4ugetierzellen epigenetisch programmieren und ihre Funktionsweise dauerhaft ver\u00e4ndern. Einmal programmiert, geben diese Zellen epigenetische Strukturen an ihre Tochterzellen weiter. Auf diese Weise kann eine fr\u00fch erworbene Eigenschaft bis ins hohe Alter erhalten bleiben. Besonders sensibel auf Umwelteinfl\u00fcsse reagiert der Mensch in Phasen der Organreifung, also im Mutterleib, nach der Geburt und in der fr\u00fchen Kindheit. Bereits in utero findet ein umweltabh\u00e4ngiger Lernprozess statt, der vor allem die zentralen Regelinstanzen Gehirn und Genom pr\u00e4gt (vgl. http:\/\/www.aerzteblatt.de\/archiv\/131610\/Epigenetik-und-Ernaehrung-Folgenreiche-Fehlprogrammierung).<\/p>\n

Quellen:<\/p>\n

BADENSCHIER, Franziska (2016): http:\/\/www.planet-wissen.de\/natur\/forschung\/epigenetik\/<\/a>20.06.2016<\/p>\n

HAHNE, Dorothee (2012): http:\/\/www.aerzteblatt.de\/archiv\/131610\/Epigenetik-und-Ernaehrung-Folgenreiche-Fehlprogrammierung<\/a>KEGEL, Bernhard (2009): Epigenetik. Wie unsere Erfahrungen vererbt werden. K\u00f6ln. 2009. S. 79-86.<\/p>\n

Wie Nahrung unser Erbgut beeinflu\u00dft Dokumentation Epigenetik – Gef\u00e4hrliche Mahlzeiten.flv<\/a><\/p>\n

\"Vitamine\"<\/a>

Vitamine<\/p><\/div>\n

Text: Patricia Jurekovic, 5HIA, HLMW9, 2015; Nina Singer, 5HIB, HLMW9, 2017;<\/p>\n

Bild: Andjela Skokic, 2HKB, HLMW9, 2018<\/p>\n

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Teste Dein Wissen \u00fcber Epigenetik:<\/p>\n<\/p>

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1. <\/span>Wie werden Gene epigenetisch ausgeschaltet?<\/p>\n<\/div>