Was ist Epigenese in der Wissenschaft?
In der Biologie bezieht sich die Epigenese auf das Konzept, dass Organismen sich aus Zellen entwickeln. Organismen werden aus Sporen und Eiern hergestellt, die sich in vielerlei Hinsicht teilen. Die Epigenese erzeugt eine Kette von Ereignissen, die zur Entwicklung der gesamten Pflanze oder des Tieres führt. Jeder Organismus hat einen einzigartigen Prozess der Epigenese, aber es gibt gemeinsame Schritte, die alle Organismen durchlaufen müssen.
Gene sind Informationen, die von der Zelle verwendet werden, um kleine Zellveränderungen zu kontrollieren. Zellen verwenden ständig viele Gene und einige Gene nur einen kleinen Teil der Zeit. Dies wird als Genexpression bezeichnet. Die Epigenese nutzt die Genexpression als Hauptantriebskraft für die Zelldifferenzierung oder Zellveränderungen. Ausgehend von den ersten Zellen eines Organismus bewirkt die Teilung eine Zelldifferenzierung und Genexpression, wodurch sich verschiedene Zelltypen bilden.
Spezielle Zellen, Stammzellen genannt, können sich in Abhängigkeit von der Umgebung, in der sich die Zelle befindet, in verschiedene Zelltypen verwandeln. Die Epigenese wird durch Stammzellen ausgelöst, die aus dem befruchteten Ei oder der befruchteten Spore stammen. Diese ersten Zellteilungen produzieren Stammzellen, die mithilfe der Epigenese Milliarden bestimmter Zelltypen bilden.
Epigenese ist nicht einfach eine Liste von Anweisungen, mit denen das genetische Programm einen Organismus aufbauen kann. Die gesamte Zelle spielt bei der Genexpression mit speziellen Methoden eine Rolle. Die Methylierung, bei der den Genen Methanmoleküle hinzugefügt werden, wird üblicherweise verwendet, um ein Gen zu unterdrücken oder auszuschalten. Die Umwelt spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung der Genexpression, da bestimmte Merkmale nur unter bestimmten Bedingungen exprimiert werden. Zum Beispiel produziert das Training mehr Muskelzellen, weil der Trainingslebensstil die Genexpression beeinflusst.
Der alte Philosoph Aristoteles war der erste, der den Prozess der Epigenese dokumentierte. Er entwickelte die Idee aus dem Studium von Pflanzen und Tieren, obwohl er keinen Zugang zu modernen Werkzeugen hatte. Zu seiner Zeit glaubten die meisten Menschen, dass Gott alles schuf. Aristoteles kämpfte gegen diese Ansicht und entwickelte ein überraschend genaues Modell für den Entwicklungsprozess. Er verstand klar, dass bestimmte Umweltfaktoren den Wachstumsprozess beeinflussen würden.
Die moderne Biologie hat ein gutes Verständnis dafür, wie sich Organismen aus der Empfängnis entwickeln. Der Prozess der Genexpression und wie er Veränderungen verursacht, wurde auf molekularer Ebene dokumentiert und untersucht. Conrad Waddington definierte 1939 die Epigenese als die Entfaltung des genetischen Programms, was zu vielen Entdeckungen geführt hat. Das Erstaunlichste ist, dass der Entfaltungsprozess nun mit vielen Krebsarten beim Menschen zusammenhängt.