6b. Epigenetik.word

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6b. Epigenetik
6b. Epigenetische Vererbung
A, Maternaler Effekt
Mütterliche
Wirkung
(Dia
63):
Mütterliche
Keimbahnzellgenprodukte
(RNA,
ranskriptionsfaktoren, also Proteinen) beeinflussen den Phänotyp von Zygot in früheren Phasen der
Embryogenese.
Nicht mit der Mütterliche Vererbung vermischen!
Mütterliche Vererbung (Dia) Die Mitochondrien können nicht de novo (neu) gebildet werden, sie sollen von den elternlichen
Keimzellen geerbt werden. Es gibt Arten, bei denen die Mitochondrien der Spermien nicht in die Eizelle geraten (zB Menschen). Bei
manchen Arten aber geraten sie in die Eizellen, werden dort aber aktiv entfernt. Bei anderen Arten überleben Mitochondrien von
beiden Elternteilen in den Eizellen, die Nachkommen bekommen ihre Mitochondrien manchmal sogar nur vom Vater. Die Lage ist,
dass es zwischen maennlichen und weiblichen Mitochondrien einen Evolutionskampf für die Unsterblichkeit gibt. In diesem Kampf
gewinnen in den meisten Faellen – wie auch bei Menschen- die mütterlichen Mitochondrien. Eine Zelle hat im Allgemeinen tausend
Mitochondrien (Muskelzellen sogar mehr). In einer Zelle können Mitochondrien mit verschiedenen Genotypen vorkommen
(Heteroplasmie im Gegensatz zur Homoplasmie), derer Verhaeltnis waehrend der Zellteilungen sich veraendern kann. Gibt es
Mutante Mitochondrien in einem Individuum, da haengt die Manifestation des Phenotyps vom Verhältnis zwischen den mutanten
und den gesunden Mitochondrien ab.
B, Imprinting
Genetische Prägung (Imprinting) (Dia 64 ) bedeutet, dass die Exprimierung eines Gen davon
abhängt, von welchem Elternteil das Allel stammt. Das Vererbungsschema der imprintierten Gene
folgt den klassischen mendelschen Regeln nicht. Bei Genen, die genetisch geprägt (imprintiert)
sind, ist entweder nur die von der Mutter stammende, oder nur die vom Vater stammende Allel
aktiv. Der molekuläre Grundlage der Prägung ist die spezifische epigenetischen Modifikationen der
DNA. Imprinting erzeugt methylierte DNA-Abschnitte, die auch auf die Nachkommen übertragen
werden. Das heisst, dass die DNA der imprintierten Gene an bestimmten Stellen methyliert, und
dadurch inaktiviert wird. Die Basenabfolge wird dabei nicht geändert. Durch Methylierung ist
eines der zwei elterlichen Allele aktiv und das andere inaktiv. Diese elterlichen Prägungen werden
in den frühen Keimzellen jedes Menschen gelöscht und wieder geschlechtsspezifisch etabliert – die
epigenetische Kodierung imprinteter Gene ist also reversibel.
Bei Prader-Willi-Syndrom (Dia ) fehlt ein Chromosomenabschnitt vom Chromosom 15 (die
Region 15q11-13). Stamm das mutante Chromosom vom Vater, dann verursacht es Prader-WilliSyndrom. Stammt das mutante Chromosom von der Mutter, dann verursacht es AngelmannSyndrom. Ursache des Prader-Willi-Syndrom ist, dass das genetische Material des Vaters
unvollständig ist. Der Chromosomenabschnitt 15q11-q13 unterliegt Imprinting, das heißt, dass
bestimmte Gene auf diesem Abschnitt ausschließlich auf dem vom Vater stammenden und andere
nur auf dem von der Mutter stammenden Chromosom aktiv sind. Beim Prader-Willi-Syndrom
werden gewisse väterliche Gene nicht exprimiert (SNRPN, necdin, SNORD116, SNORD115) und
die entsprechenden auf dem maternalen Chromosom sind stillgelegt; somit fehlt das Genprodukt
komplett. Diese Gene spielen eine wichtige Rolle in der Reifung der pre-mRNAs. Das AngelmanSyndrom wird durch fehlende Expression des UBE3A Gens im Gehirn verursacht. Beim AngelmanSyndrom ist der mütterliche Chromosomenabschnitt nicht funktionstüchtig und das UBE3A Gen auf
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dem väterlichen Chromosom ist durch Imprinting stillgelegt; somit fehlt das Genprodukt komplett.
das UBE3A Gen kodiert ein Ubiquitin-Ligase und spielt im Proteinabbau eine wichtige Rolle.
Epigenetische Umschaltung (Dia ).
Nach neuster Furschungsergebnissen:
1, Es gibt sehr viele imprintierte Gene (ca. 1300).
2, Imprintierung ist dynamisch, es wird während des Lebens des Individuums verändert
3, Imprintierung spielt eine wichtige Rolle während der Entwicklung und in der Regulierung des
Verhaltens.
4, Väterlich imprintierte Gene dominieren während der Embryogenese im Gehirn. (Mütterliche
Kopien der Gene werden exprimeirt).
5, Später, im Erwachsenenalter, dominieren die väterlichen Gene.
Dominanz-Grb10 (Dia ) . Kodiert ein inprintiertes Gen. Für die meisten Gene beide Kopien sind
aktiv, egal von welchem Elternteil sie stammen, aber bei manchen Genen ist die eine Kopie inaktiv
- Imprinting. Bei Grb10 ist die väterliche Kopie im Gehirn, die mütterliche in anderen Teilen des
Körpers aktiv. Die beiden Kopien regulieren unterschiedliche Prozesse, die mütterliche reguliert
Metabolismus, die väterliche lindert das dominante Verhalten. Forscher haben dieses Gen in
Mäusen deletiert. Mäuse, die von ihrem Vater keine Kopie geerbt haben, benahmen sich dominant
in verschiedenen Dominanz-Tests. Die Wichtigkeit dieser Studie ist, dass es zeigt, wie
unterschiedliche Funktionen Allele eines Gens haben können, abhängig davon, von welchem
Elternteil sie stammen.
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