DNA‐Methylierung: Geninaktivierung durch sequenzspezifische DNA‐Methylierungen

Bei molekularbiologischen Untersuchungen eukaryotischer Organismen spielt die Aufklärung der an der Regulation der Genexpression beteiligten Mechanismen eine wichtige Rolle. Alle Zellen eines Organismus enthalten die gleichen Gene, unterscheiden sich aber im Muster der Genexpression. Es gibt viele Hinweise darauf, daß das Expressionsmuster von Tumorzellen und normalen Zellen völlig verschieden ist. Ein eingehend untersuchtes molekulares Signal zur Regulation der Genexpression in Eukaryonten ist ein modifiziertes Nucleotid mit der Base 5‐Methylcytosin (5‐mC). An gut charakterisierten eukaryotischen Systemen konnte gezeigt werden, daß das Einfügen von 5‐mC in spezifische Sequenzen, insbesondere in die Promotor‐Regionen, eine Geninaktivierung bewirken kann. Studien an viralen und anderen eukaryotischen Systemen halfen, die Beziehung zwischen Ursache und Wirkung zu erkennen. Inaktive Gene sind häufig in der Promoter‐Region hypermethyliert, aktive Gene sind hypomethyliert. Der biochemische Mechanismus, der einer Geninaktivierung durch Methylierungen spezifischer DNA‐Sequenzen zugrunde liegt, konnte noch nicht aufgeklärt werden. Es ist vorstellbar, daß Promoter‐Methylierungen die Bindung zellulärer Proteine beeinflussen, die am Erkennen des Promoters eines Gens beteiligt sind. Strukturveränderungen durch Methylierung der DNA in Promotor‐Regionen könnten ebenfalls eine wichtige Rolle spielen. Wahrscheinlich ist die DNA‐Methylierung ein Signal, das zur Langzeitinaktivierung von Genen führt, da man annehmen muß, daß DNA‐Methylierungsmuster nur durch DNA‐Replikation und gleichzeitige spezifische Inhibierung postreplikativer Methylierungen verändert werden können.