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14.10: Epigenetische Regulation
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Epigenetische Regulation
 

PROTOKOLLE

14.10: Epigenetische Regulation

Epigenetische Mechanismen spielen für die gesunde Entwicklung eine wesentliche Rolle. Umgekehrt werden genau regulierte epigenetische Mechanismen bei Krankheiten wie Krebs beeinträchtigt.

Bei den meisten Säugetieren ist es so, dass weibliche Individuen zwei X-Chromosomen (XX) besitzen, während die Männchen ein X- und ein Y-Chromosom (XY) besitzen. Das X-Chromosom enthält deutlich mehr Gene als das Y-Chromosom. Um ein Übermaß an X-Chromosom-gebundener Genexpression bei Frauen zu verhindern, wird daher eines der beiden X-Chromosomen während der frühen Entwicklung zufällig stillgelegt. Dieser als X-Chromosom-Inaktivierung bezeichnete Prozess wird durch DNA-Methylierung reguliert. Wissenschaftler haben festgestellt, dass die DNA-Methylierung an den Genpromotorstellen auf dem inaktiven X-Chromosom größer ist als bei seinem aktiven Gegenstück. Die DNA-Methylierung verhindert, dass sich die Transkriptionsmaschinerie an die Promotorregion anlagert und damit die Gentranskription hemmt.

Bei Krebs spielt die anormale DNA-Methylierung eine wichtige Rolle. Die Promotorregion der meisten Gene enthält Abschnitte von Cytosin -und Guanin-Nucleotiden, die durch eine Phosphatgruppe verbunden sind. Diese Regionen werden als CpG-Inseln bezeichnet. In gesunden Zellen sind die CpG-Inseln nicht methyliert. In Krebszellen hingegen sind CpG-Inseln in den Promotorregionen von Tumorsuppressorgenen oder Zellzyklusregulatoren übermäßig methyliert. Die Methylierung schaltet die Expression dieser Gene aus, so dass sich die Krebszellen schnell und unkontrolliert teilen können.


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