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<!DOCTYPE html>

<title>Epigenetischer Code</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Epigenetischer Code</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Epigenetischer Code</b> ist ein Begriff aus dem Wissenschaftsgebiet <a href="Epigenetik" title="Epigenetik">Epigenetik</a>. Als epigenetische Codes werden <a href="Hypothese" title="Hypothese">hypothetische</a> oder tatsächliche Abbildungsvorschriften (<a href="Code" title="Code">Codes</a>) bezeichnet, die die Regeln für epigenetische Vorgänge beschreiben sollen. Aufgrund des gegenwärtigen Wissensstandes muss die Existenz eines epigenetischen Codes im Sinne eines allgemein definierten, einheitlichen Regelwerks noch als Hypothese angesehen werden (siehe auch <a href="Histon-Code#Hypothese" title="Histon-Code">Histon-Code-Hypothese</a>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiel_Histon-Code">Beispiel Histon-Code</h2></div>

<p>Ein wichtiges Beispiel für einen epigenetischen Code ist der <a href="Histon-Code" title="Histon-Code">Histon-Code</a>, der die Wirkung von chemischen Veränderungen an <a href="Histon" title="Histon">Histonen</a> (speziellen <a href="Protein" title="Protein">Eiweiß</a>-<a href="Molek%C3%BCl" title="Molekül">Molekülen</a>) auf die Struktur und die Informationsfreigabe von Erbsubstanz (<a href="DNA" class="mw-redirect" title="DNA">DNA</a>) beschreiben soll. Mit der Struktur ist dabei gemeint, dass bei Lebewesen mit <a href="Zellkern" title="Zellkern">Zellkern</a>, wie z. B. beim Menschen, die Erbsubstanz relativ "locker" (wenig gepacktes <a href="Chromatin" title="Chromatin">Chromatin</a>) oder stärker verdrillt vorliegen kann (dicht gepacktes Chromatin bzw. <a href="Chromosom" title="Chromosom">Chromosomen</a>). Mit Informationsfreigabe ist gemeint, dass die einzelnen Gene (Abschnitte mit definierter Funktion), je nach Wirkung der Histone, in unterschiedlichen Maße genutzt werden (<a href="Genaktivit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Genaktivität">Genaktivität</a>).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Histon-Code_und_DNA-Methylierungsmuster">Histon-Code und DNA-Methylierungsmuster</h2></div>

<p>Der Histon-Code steht in engem Zusammenhang mit den DNA-Methylierungsmustern. <a href="DNA-Methylierung" title="DNA-Methylierung">DNA-Methylierung</a> ist eine Form der chemischen Abänderung der Nukleotide (der einzelnen Bausteine der Erbsubstanz). Die DNA-Methylierung beeinflusst die Bindung von Histonen, beziehungsweise der veränderten Varianten. Die <a href="Histonmodifikation" title="Histonmodifikation">Histonmodifikationen</a> (die chemischen Veränderungen an den Histonen) beeinflussen je nach Grad der Methylierung der DNA die <a href="Genaktivit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Genaktivität">Aktivität</a> der Gene. Unter anderem werden Gene aktiv oder inaktiv, die Proteine bilden, die auf die DNA-Methylierung bzw. auf die Histon-Modifikationen rückkoppeln. Das ist beispielsweise bei Jin et al. (2011) dargestellt.<sup id="cite_ref-Jin_etal2011_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Jin_etal2011-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Epigenetischer_Code_und_Epigenom">Epigenetischer Code und Epigenom</h2></div>

<p>Der epigenetische Code steht in engen Zusammenhang mit dem <a href="Epigenom" title="Epigenom">Epigenom</a>. Während der Begriff Epigenom die epigenetischen Zustände in einer <a href="Zelle_(Biologie)" title="Zelle (Biologie)">Zelle</a> oder einem <a href="Gewebe_(Biologie)" title="Gewebe (Biologie)">Gewebe</a> erfassen soll (zumeist Histon-Modifikationen, DNA-Methylierungsmuster und Chromatinstrukturen), dient der entsprechende Code (bzw. dessen Entschlüsselung) dazu, die Entstehung und Entwicklung eines Epigenoms und dessen Auswirkungen auf den <a href="Ph%C3%A4notyp" title="Phänotyp">Phänotyp</a> der Zelle, des Gewebes bzw. des <a href="Organismus" title="Organismus">Organismus</a> zu verstehen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Genetischer_und_epigenetischer_Code">Genetischer und epigenetischer Code</h2></div>

<p>Der <a href="Genetischer_Code" title="Genetischer Code">genetische Code</a> ist ein eindimensionaler Code. Das heißt, er beschreibt die Regeln für die Eingabe und die Ausgabe in einer Richtung:

</p><p>Ist im gültigen Kontext eine bestimmte Nukleotidsequenz aus drei Nukleotiden vorhanden, dann wird diese Information im Einbau einer bestimmten Aminosäure in einem Protein umgesetzt (vereinfachte Darstellung).

So kann man <b>ATG → M</b> schreiben und meint damit, dass die <a href="Basentriplett" title="Basentriplett">Triplett-Sequenz</a> aus Adenin, Thymin und Guanin zum Einbau von Methionin in die resultierende Peptidkette führt.

Epigenetische Codes sind mehrdimensional. Wie oben beschrieben, müssen sie Rückwirkungen und Einflussbedingungen erfassen. Dadurch wird ein epigenetischer Code sehr komplex.<sup id="cite_ref-Turner_2007_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Turner_2007-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anwendung">Anwendung</h2></div>

<p>Der gegenwärtige Wissensstand führt dazu, dass sich die Bemühungen der Epigenetik auf die Aufklärung von epigenetischen Regeln fokussieren. Es besteht die Hoffnung, dass sich ein bekanntes Epigenom und ein bekannter epigenetischer Code zusammen ähnlich anwenden lassen, wie ein bekanntes Genom mit einem bekannten genetischen Code. Wenn man jedoch bedenkt, dass mit Genom und genetischem Code noch längst nicht alle notwendigen Informationen gegeben sind (Promotoren, offene Leserahmen, Introns usw.), um das Genom umfassend zu interpretieren, kann man davon ausgehen, dass die Anwendung von epigenetischen Codes auf Epigenome eine enorme Herausforderung ist. Vermutlich ist es nötig, sämtliche biologisch relevanten Molekülsorten in die Betrachtung mit einzubeziehen.<sup id="cite_ref-Chahwan_etal2011_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-Chahwan_etal2011-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

So werden beispielsweise Daten, die bei der Erforschung des Histon-Codes entstehen, unter anderem in einer Datenbank für die Erkennung der Histonmodifikationen durch entsprechende Proteine gehalten.<sup id="cite_ref-Wang_2010_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-Wang_2010-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-Jin_etal2011-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Jin_etal2011_1-0">↑</a></span> <span class="reference-text">B. Jin, Y. Li, K. D. Robertson: <i>DNA methylation: superior or subordinate in the epigenetic hierarchy?</i> In: <i>Genes & Cancer.</i> Band 2, Nummer 6, Juni 2011, S. 607–617, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1177/1947601910393957">10.1177/1947601910393957</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21941617?dopt=Abstract">PMID 21941617</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3174260/">PMC 3174260</a> (freier Volltext).</span>

</li>

<li id="cite_note-Turner_2007-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Turner_2007_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Bryan M. Turner: <i>Defining an epigenetic code.</i> In: <i>Nature Cell Biology.</i> 9, 2007, S. 2–6, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1038/ncb0107-2">10.1038/ncb0107-2</a></span>.</span>

</li>

<li id="cite_note-Chahwan_etal2011-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Chahwan_etal2011_3-0">↑</a></span> <span class="reference-text">R. Chahwan, S. N. Wontakal, S. Roa: <i>The multidimensional nature of epigenetic information and its role in disease.</i> In: <i>Discovery Medicine.</i> Band 11, Nummer 58, März 2011, S. 233–243, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21447282?dopt=Abstract">PMID 21447282</a> (Review).</span>

</li>

<li id="cite_note-Wang_2010-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Wang_2010_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text">M. Wang, M. W. Mok, H. Harper, W. H. Lee, J. Min, S. Knapp, U. Oppermann, B. Marsden, M. Schapira: <i>Structural genomics of histone tail recognition.</i> In: <i>Bioinformatics.</i> Band 26, Nummer 20, Oktober 2010, S. 2629–2630, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1093/bioinformatics%2Fbtq491">10.1093/bioinformatics/btq491</a></span>, <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20739309?dopt=Abstract">PMID 20739309</a>, <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2951094/">PMC 2951094</a> (freier Volltext).</span>

</li>

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