Wir verwenden essenzielle Cookies fuer den Betrieb der Seite. Optionale Analytik wird erst nach deiner Zustimmung aktiviert.
Die Epigenetik untersucht erbliche Änderungen der Genfunktion, die nicht auf einer Änderung der DNA-Sequenz beruhen, während Genomik und Proteomik die Gesamtheit der Gene bzw. Proteine analysieren.
Die Epigenetik ist das Fachgebiet der Biologie, das sich mit Änderungen in der Genexpression befasst, die nicht durch Mutationen in der DNA-Abfolge selbst erklärt werden können. Man kann sich die DNA als ein Kochbuch vorstellen: Während die Genetik den Text der Rezepte festlegt, bestimmt die Epigenetik, welche Seiten mit Büroklammern verschlossen sind oder welche Rezepte besonders häufig nachgekocht werden.
Ein zentraler Mechanismus ist die DNA-Methylierung. Hierbei werden Methylgruppen (kleine chemische Anhänge) meist an Cytosin-Basen innerhalb von CpG-Inseln angehängt. Diese Markierung führt in der Regel dazu, dass das entsprechende Gen 'stummgeschaltet' wird, da die Transkriptionsmaschinerie den DNA-Abschnitt nicht mehr effektiv erreichen kann.
Ein weiterer wichtiger Prozess ist die Histon-Modifikation. DNA liegt im Zellkern nicht nackt vor, sondern ist um Proteinkugeln, die Histone, gewickelt. Durch das Anhängen von Acetylgruppen (Acetylierung) lockert sich diese Bindung, und es entsteht Euchromatin, eine offene Struktur, die aktiv abgelesen werden kann. Werden diese Gruppen entfernt oder bestimmte Methylgruppen angehängt, verdichtet sich die Struktur zu Heterochromatin, welches genetisch inaktiv ist.
Im Gegensatz zur klassischen Genetik sind epigenetische Markierungen reversibel, also umkehrbar. Dennoch können sie bei der Zellteilung an Tochterzellen weitergegeben werden und teilweise sogar über Generationen hinweg bestehen bleiben. Umwelteinflüsse wie Ernährung, Stress oder Giftstoffe können das Epigenom eines Individuums massiv beeinflussen.
Die Genomik befasst sich hingegen mit der Analyse des gesamten Genoms, also der vollständigen DNA-Sequenz eines Organismus. Sie liefert den Bauplan, während die Proteomik die Gesamtheit aller Proteine (das Proteom) untersucht, die zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle vorhanden sind. Da Proteine die eigentlichen Funktionsträger sind, spiegelt die Proteomik den aktuellen Zustand der Zelle präziser wider als das Genom.
In der modernen Biotechnologie spielen GMO (Genetisch veränderte Organismen) eine große Rolle. Hierbei wird das Erbgut gezielt durch gentechnische Verfahren verändert, um bestimmte Eigenschaften zu verstärken oder neu einzuführen. Dies unterscheidet sich von der Epigenetik dadurch, dass hier die tatsächliche Nukleotidsequenz der DNA manipuliert wird.
