Abstrakt

Überlegungen zur Bedeutung der DNA-Methylierung in lebenden Organismen: von Bakterien bis zum Menschen

Zeynep Yeğin* und Cumhur Avşar

Epigenetik bezeichnet die Untersuchung vererbbarer Veränderungen der Genexpression, die ohne Veränderung der DNA-Sequenz auftreten, und die DNA-Methylierung stellt eine der wichtigsten ursächlichen Komponenten dieser Regulierung dar. Im Gegensatz zu DNA-Mutationen können Veränderungen der DNA-Methylierung durch Umweltfaktoren beeinflusst werden, sie sind über die Zeitskala eines Individuums stabil und weisen unterschiedliche Erblichkeitsgrade auf. Effiziente Resistenzsysteme gegen Phageninfektionen in Bakterien nutzen Methylierungsmechanismen, und diese Abwehrsysteme wurden zu unschätzbaren Werkzeugen in biotechnologischen Anwendungen. Ein evolutionäres Muster der Genommethylierung führt uns zu einem besseren Verständnis spezifischer Funktionen in verschiedenen Organismen. Bei menschlichen Krankheiten ist im Gegensatz zu Mutationen, die typischerweise an einer Vielzahl von Stellen auftreten, eine abweichende Methylierung spezifischer Promotorregionen ein durchgängiges Merkmal von Krebs. Daher ist die Bestimmung dieser zirkulierenden Methylierungs-Epigenotypen recht vorteilhaft, da sie die frühen Stadien der Karzinogenese widerspiegelt und den zukünftigen Krebstyp vorherbestimmt. In diesem Kommentar möchten wir einen Überblick über die Konzepte und molekularen Mechanismen geben, die mit der Methylierung in lebenden Organismen zusammenhängen. Das Verständnis, wie die Methylierung dynamisch zu prokaryotischen und eukaryotischen Lebensformen beiträgt, verspricht viel, um den Wert epigenetischer Prozesse in der evolutionären und klinischen Praxis zu erkennen.