Doppelte Kreuzung der Doppelhelix: Gewicht & Gene,

Epigenetik beinhaltet Modifikationen von Genen, ohne die Struktur des Gens zu verändern

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Die meisten Forscher glauben, dass es einen beträchtlichen genetischen Input gibt, um festzustellen, wer fettleibig wird – vielleicht in manchen Studien bis zu 70% oder so, wenn Sie das Pech haben, zwei übergewichtige Eltern zu haben. Wissenschaftler glauben jedoch aus einer evolutionären Perspektive nicht, dass sich unsere Gene in solch einer infinitesimal kurzen Zeitspanne signifikant verändert haben. Warum hat die Verbreitung von Übergewicht und Adipositas in den vergangenen dreißig Jahren epidemische oder gar globale Pandemie ausgelöst? Hier tritt die Wissenschaft der Epigenetik in unser Bild ein.

Epigenetik und das Konzept der epigenetischen Landschaft sind Begriffe, die CH Waddington in den frühen 1940er Jahren (lange vor dem Bereich der Molekularbiologie) erstmals verwendete, um alle biologischen Prozesse zu beschreiben, die während der Entwicklung auftreten können und mit Genen interagieren Der Organismus erscheint tatsächlich (dh sein Phänotyp.) Choudhuri erklärt in einem Artikel aus 2011 zur Geschichte der Epigenetik in der Zeitschrift Toxicology Mechanisms and Methods , dass epigenetische Mechanismen ursprünglich fast als "metaphysisch und ohne Verständnis ihrer molekularen Grundlagen" gesehen wurden. und wurde zu einer "Standard-Erklärung", als die Genetik einen bestimmten Phänotyp nicht erklären konnte.

In jüngerer Zeit ist die Epigenetik definiert als jede langfristige, anhaltende Veränderung der Genfunktion, die keine Veränderungen in einer Gensequenz oder -struktur mit sich bringt. Im Grunde genommen beinhaltet die Epigenetik, obwohl sie die Sequenz oder Struktur eines Gens nicht ändert , Modifikationen an einem Gen, das von einer Zelle zur anderen oder sogar von einer Generation zur anderen vererbt werden kann. Diese Modifikationen können zum Beispiel dazu führen, Gene entweder zum Schweigen zu bringen oder zu aktivieren, und sie können adaptiv oder nicht adaptiv sein. Wir wissen jetzt, dass sie die Addition oder Subtraktion von Methylgruppen (ein an drei Wasserstoffatome gebundenes Kohlenstoffatom), "Methylierung" genannt, beinhalten können, die die Konfigurationen von Histonen verändern (Proteine, um die sich die DNA des genetischen Materials im Zellkern windet) oder sogar kleine produzieren (genannt Mikro-) RNA-Stränge. (RNA ist die Nukleinsäure, die bei der Proteinsynthese und vielen biologischen Reaktionen einschließlich der Kontrolle von Genen beteiligt ist, aber anders als die doppelsträngige Doppelhelixkonfiguration von DNA ist sie einzelsträngig und hat verschiedene chemische Komponenten.) Epigenetische Modifikationen können reversibel oder stabil sein, sowie zufällig auftreten ("stochastisch") oder durch Veränderungen in der Umwelt induziert werden.

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Choudhuri beschreibt epigenetische Mechanismen als "eine redaktionelle Hand, die die Sprache der DNA bearbeitet und modifiziert", fügt aber hinzu, dass wir immer noch nicht verstehen, was "den Regulator reguliert", dh "wie Signale epigenetische Veränderungen auslösen".

Wir sind das Produkt unserer DNA und der Umwelt, sowohl in utero als auch außerhalb

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Obwohl es uns gelungen ist, das menschliche Genom zu kartieren, waren wir weniger erfolgreich darin, den Beitrag von Expositionen sowohl in der inneren als auch in der äußeren Umgebung des Körpers zu bewerten, wann immer diese Expositionen auftreten. Das Exposome (ein Begriff, der zuerst von Christopher Wild verwendet wurde) ist die "Gesamtheit der Belichtungen", die von der Empfängnis während des ganzen Lebens erhalten wurden. Howard Slomko und seine Kollegen vom Albert-Einstein-College für Medizin, in einem kürzlich erschienenen "Minireview" der Epigenetik für die Zeitschrift Endocrinology , bemerken, dass, obwohl das Genom eines Menschen bei der Empfängnis fixiert ist, sich seine innere chemische Umgebung ständig ändert die innere und äußere Umgebung einer Person. Exposition gegenüber Chemikalien, Rauch, Drogen, Strahlung, Ernährung und sogar Entzündungen, Stress, Infektionen usw. können sich alle auf unsere DNA auswirken. Heute haben epigenetische Mechanismen weitreichende Implikationen für die Erforschung von Altern, Krebs und Fettleibigkeit.

Diese epigenetische Landschaft, von der pränatalen und frühen postnatalen Entwicklung über die Kindheit und das Erwachsenenalter hinweg, kann ein bedeutendes und anhaltendes Moment im Leben haben. In der Tat hat der Pathologe George Martin festgestellt, dass die Exposition gegenüber verschiedenen Umgebungen im Laufe der Zeit zu epigenetischen Zwietracht oder eher poetisch, epigenetischen Drift , sogar zwischen eineiigen (identischen) Zwillingen, die alle ihre Gene teilen, wenn sie altern und können erklären Sie zum Beispiel, warum ein Zwilling die Alzheimer-Krankheit in seinen 60ern und die andere erst in den 80er Jahren entwickelt.

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Wir sind alle mit der Bedeutung einer ungiftigen Uterusumgebung für die Entwicklung eines wachsenden Fötus vertraut. Das Teratogen Thalidomid, das vor Jahren von ahnungslosen Schwangeren eingenommen wurde, führte zu schweren angeborenen Fehlbildungen des Fötus. Weniger dramatische, aber möglicherweise nicht weniger bedeutsame Wirkungen können sich jedoch aus der Ernährung einer schwangeren Frau ergeben und können zumindest teilweise für eine erhöhte Anfälligkeit für Fettleibigkeit und Unterschiede in der Regulation von Fett und Glukose bei ihren Nachkommen verantwortlich sein Leben. Eine metabolische "obesogene Umgebung" in utero kann zum Beispiel den Fötus erhöhten Glukosespiegeln sowie erhöhten Spiegeln der Hormone Insulin und Leptin aussetzen. Dies wurde als metabolisches Priming oder metabolische Prägung bezeichnet, so dass die Nahrungsaufnahme pränatal zu einer Art endokrinologischen Gedächtnisses mit möglicherweise weitreichenden Konsequenzen führt. Eine Gen-Umwelt-Interaktion tritt auf: Nicht nur du bist was du isst, sondern du kannst sein, was deine Mutter einmal gegessen hat!

Wenn der Fötus bestimmten Nahrungsmitteln ausgesetzt wird, kann dies später im Leben zu Fettleibigkeit führen!

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