5c. Epigenetische Vererbung.ppt

5.Epigenetische Vererbung
Epigenetische Verärbung: Von den Eltern zu den Nachkommen
Maternaler Effekt
Der Genotyp der Mutter manifestiert sich in den Nachkommen
Function: die Cytoplasma der Eizelle reguliert die ersten Schritte
der Embriogenese
Zygote
Pferde- od. Esel-Maultier?
Epigenetische Regulierung: innerhalb 1 Individuum
Zellkernwechsel:
Zelltypbestimmung
Embryogenese
Hypothetisches Experiment:
Insertion des gleichen Zellkerns
in unterschiedliche Zytoplasmen
Zygot
Epigenetische Regulierung: innerhalb 1 Individuum
Zelltypbestimmung
Embryogenese
Hypothetisches Experiment:
zygote
zygote
Insertion des gleichen Nukleus
in ein jeweils anderes Zytoplasma
Epigenetische Verärbung: Von den Eltern zu den Nachkommen
Genetische Prägung (Imprinting)
Methylierung der DNA
Der Effekt eines geprägten Gens hängt vom Elternteil ab, von dem es stammt
Funktion: Dosiskompensation?
Beispiel:
-IGF2 (insulin-like growth factor) imprint: Mutter
-- CDKN1C (cyclin-dependent kinase inhibitor 1C) imprint: Vater
Vorkommen:
Säugetiere m. Plazenta, blühende Pflanzen
Imprinting in Etlogie:
Konrad Lorenz
Epigenetische Verärbung: Von den Eltern zu den Nachkommen
Genetisches Imprinting
4.
In den somatischen Zellen sind bestimmte Gene der väterlichen Chromosomen metiliert (imprintert), andere Gene der mütterlichen Chromosomen sind also
imprintiert
apai kr.
väterliches Chomosom
anyai kr.
mütterliches Chomosom
In den Spermien wird alle Imprintierung
gelöscht und nach väterlichen Muster
wiederhergestellt
In den Eizellen wird alle Imprintierung
gelöscht und nach mütterlichen Muster
wiederhergestellt
Epigenetische Vererbung: Von den Eltern zu den Nachkommen
Genetisches Imprinting
15. Chromosom
Prader-Willi Syndrom
Angelman Syndrom
Normal
SNRPN UBE3A
Deletion
(~80%)
SNRPN UBE3A
Metilierung
SNRPN UBE3A
♀
Deletion
UPD
(~20%)
Angelman
Wild Typ
-Syndrom
SNRPN UBE3A
SNRPN UBE3A
Imprinting
hiba
(~2%)
Syndrom von Prader-Willi und von Angelman
♂
Deletion
SNRPN UBE3A
PraderSNRPN UBE3A
WilliLethal
Syndrom
Eltern- Konflikt
David Haig
Je besser die Mutter das Embryo versorgt, desto weniger werden die anderen
Nachkommen versorgt, und desto mehr verliert sie an Fittnes.
Die gute Versorgung des Embryos liegt am Interesse des Vaters (der väterlichen
Gene), und er kümmert sich um die anderen Nachkommen und die zukünftige
Reproduktion der Mutter nicht.
Väterlich imprintirte Gene fördern das Wachstum des Embryos, mütterlich
imprintierte Gene hemmen das Wachstum des Embryos.
Epigenetische Umschaltung
Catherine Dulac
•Es gibt sehr viele imprintierte Gene (ca. 1300)
•Imprintierung ist dynamisch, es wird während
des Lebens des Individuums verändert
•Imprintierung spielt eine wichtige Rolle
während der Entwicklung und in der
Regulierung des Verhaltens
•Väterlich imprintierte Gene dominieren
während der Embryogenese im Gehirn.
(Mütterliche Kopien der Gene werden
exprimeirt)
•Später, im Erwachsenenalter, dominieren
die väterlichen Gene
Die Umwelt beeinflusst das epigenetische
Program
Unser Gehirn ist besonders empfindlich für epigenetische Signale
9.
Die Umwelt hat direkte Wirkung auf
Genetischen Imprinting?
(1) Die Veränderung ist nur beilaufig (wie bei fettleibigem Kind rauchender Mutter
oder
(1) adaptiv: sportliche Mutter – sportliches Kind : es wäre jedoch Lamarckismus
10.
Epigenetische Regulierung
CH3-reiche Ernährung → aguti Gen Methylierung → gesundes Tier)
Fette Tiere:
Krebs und andere
Krankheiten
Methyl Gruppen
Gesundes Tier
11.
Epigenetische Regulierung
CH3-reich Ernährung → Axin1 Gen Methylierung ->
abnormaler Schwanz -> er vererbt durch Generationen
Vererbung nach der Theorie von Lamarck?
Jean Baptist de Lammarc
DOMINANZ
Andrew Ward
GRB10 Gen ist das erste Gen Zusammenhang mit
dem sozialen Verhalten
Kodiert für ein intrazelluläres Adaptorprotein
Interagiert mit Rezeptor-Tyrosin-Kinasen, beeinflusst Signalübertragung
Ein imprintiertes Gen (mütterliche und väterliche Kopien des Gens werden unterschiedlich expremiert)
Väterliche Kopie:
wird im Gehirn expremiert,
lindert die Dominanz, Knock-out: dominates Verhalten, kein Ausweichen in Röhr-Test
m/+
Mütterliche Kopie:
p/+
wird im Körper expremiert (ausser Gehirn)
Funktion: reguliert Metabolismus und Wachstum
2011
Weitere imprintierte Gene, die Verhalten beeinflussen: Mest, Peg3 (Pfegeverhalten der Weibchen)
Postgenomische Ära
Die Entschlüsselung der Nukleotidsequenz der
DNA ist erst der Anfang…