Epigenetik

Epigenetik leicht verständlich

In jeder menschlichen Zelle befindet sich die Information für den Bauplan eines kompletten Menschen. Dieser Bauplan ist in der Zelle in Form von DNA gespeichert. DNA kann man sich als langen Faden vorstellen; würde man sie langziehen und messen, würde man feststellen, dass in einem Zellkern, der ja winzig klein ist, etwa 2 m Faden (als DNA) enthalten sind. Auf diesem Faden steht die ganze genetische Information, die einen Menschen ausmacht, also sein Bauplan.

Jetzt kann man sich leicht vorstellen, dass es einen schlimmen Knoten geben würde, wenn man 2 m Faden einfach so zusammen knüllt. Die Lösung, die die Natur dafür gefunden hat, ist in der Abbildung gezeigt. Der lange DNA - Faden wird in regelmäßigen Abständen gewunden und es entsteht eine Perlenkette. Diese Perlenkette wird dann im nächsten Schritt verdrillt. Die verdrillte Perlenkette schließlich, wird nochmal weiter gefaltet und und in Form gebracht - es entsteht eine Wäscheklammerartige Struktur, das Chromosom. Soviel zur Organisation der Erbinformation des menschlichen Bauplans.

Wann immer die Information auf dem DNA - Faden benötigt wird und das ist ständig der Fall (bei ganz normalen Stoffwechselprozessen, bei der Instandhaltung des Körpers, bei der Regeneration) muss eine Art Lese - und Kopiermaschinerie Zugriff auf den Faden bekommen.

Und hier kommt jetzt die Epigenetik ins Spiel. Was wir bisher betrachtet haben, war Genetik.

Epi bedeutet Übergeordnet - Epigenetik ist also etwas, was über der Genetik steht, noch zusätzlich obendrauf kommt. Man kann sich leicht vorstellen, so eine Lese - und Kopiermaschinerie braucht Platz, muss überhaupt erst mal hinkommen an den DNA-Faden, dessen Information sie ablesen möchte. Wenn die Überstrukturen der Perlenkette schön locker sind, ist das kein Problem, der Zugriff auf die Information klappt gut. Wenn aber die Perlenkette so richtig dicht gepackt ist, gibt es keine Chance, an die Information heranzukommen, der Zugriff ist quasi verweigert. Epigenetik sind Veränderungen in der Verpackungsart des DNA- Fadens, die bewirken, dass bestimmte Abschnitte leicht zugänglich sind und die Information zur Verfügung steht, während andere schwer zugänglich sind und diese Informationen nicht abgelesen werden kann. Einfach gesprochen wirken epigenetische Veränderungen also als Schalter, die Informationen (=Gene) entweder anschalten, oder ausschalten.

Ein Defekt in diesem Schalter kann zur Krebsentstehung führen. Werden zum Beispiel Reparaturgene ausgeschaltet, die Krebs reparieren würden, und Wachstumsgene angeschaltet, die dann unbegrenztes Wachstum des Krebs ermöglichen, hat man eine Möglichkeit, wie eine eigentlich gesunde Zelle über falsches Betätigen von Schaltern (Epigenetik) zur Krebsentstehung beitragen kann.

Aber diese Schalterfehlstellungen können korrigiert werden, sie sind nicht unabänderlich.

Der epigenetische Ablauf bei einer Krebsrückbildung

In einer Zelle die zur Krebszelle wird, finden wichtige epigenetische Veränderungen statt, aber keine Änderung  in der genetischen DNA-Sequenz. Diese epigenetischen Veränderungen sind  Über- oder Untermethylierungen am DNA-Strang im Bereich bestimmter DNA-Sequenzen und vor allem Deacetylierungen an den Histonen (eine Art Leuchtturm bei genetischen Transport-/Verpackungsabläufen). An der DNA werden dann die Bereiche für das Ablesen der Information unzugänglich und das restliche Gen destabilisiert.

Sind noch keine größeren Schäden aufgetreten, kann aber eine solche Zelle durch die Rückbildung der falschen epigenetischen Merkmale wieder zu einer normalen Zelle verändert werden. Der Tumor bildet sich zurück. Viele Krebstherapeutica  und Weihrauch hemmen die Histondeacetylierungen und Über- oder
Untermethylierungen auf der DNA.

© Apotheker Manfred Viktor Szedzinski, Dezember 2014

Pharmazeutisch-wissenschaftliche Daten zu Weihrauch...