Epigenetik
Epigenetik ist die Schicht aus Markierungen auf der DNA und ihrer Verpackung, die Gene an- oder abschaltet, ohne die Sequenz selbst zu verändern. DNA-Methylierung und Histon-Modifikationen sind die wichtigsten Marken. Sie reagieren auf Umwelt und Alter und können sich selbst bei eineiigen Zwillingen unterscheiden.
Marken auf dem Erbgut
Die häufigste Marke ist die DNA-Methylierung: kleine chemische Anhängsel an bestimmten Basen, die ein Gen meist leiser stellen oder ganz abschalten. Daneben bestimmt die Verpackung der DNA um Histon-Proteine, ob ein Abschnitt offen und ablesbar oder dicht verschlossen ist. Beide Mechanismen verändern, wie stark ein Gen genutzt wird, ohne einen einzigen Buchstaben zu ändern.
Reaktion auf Umwelt und Alter
Anders als die Sequenz ist das epigenetische Muster veränderlich. Ernährung, Rauchen, Stress und vor allem das Alter hinterlassen Spuren. Aus Methylierungsmustern lässt sich sogar recht genau ein biologisches Alter ablesen, eine sogenannte epigenetische Uhr. Eineiige Zwillinge starten mit identischer Sequenz, unterscheiden sich aber im Lauf des Lebens zunehmend in ihren Marken.
Was Genotypisierung nicht sieht
Genome bestimmt die Sequenz, also welche Basen vorliegen. Die Methylierung und die Histon-Marken liest es nicht; dafür braucht es andere Verfahren. Man kann es sich so vorstellen: Die Sequenz ist das Drehbuch, die Epigenetik die Regie, die entscheidet, welche Szenen gespielt werden. Genome zeigt das Drehbuch.
Was Genome misst. Genome liest die DNA-Sequenz, nicht ihre epigenetischen Marken. Dieser Artikel erklärt eine Ebene, die eine Genotypisierung nicht erfasst.
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Quellen
- 1Jaenisch & Bird, 2003 Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nature Genetics 33:245–254. doi.org/10.1038/ng1089
- 2Fraga et al., 2005 Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. PNAS 102:10604–10609. doi.org/10.1073/pnas.0500398102