Prof. Dr. Ole Ammerpohl: Alterationen im DNA Methylom maligner Tumore

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Obwohl sich die Gewebe und Organe aus zum Teil hochspezialisierten Zellen zusammensetzen, die sich sowohl morphologisch als auch physiologisch erheblich voneinander unterscheiden können, ist die genetische Information, die in der Basenabfolge in der DNA gespeichert wird, in allen Zellen im…

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Beschreibung

Prof. Dr. Ole Ammerpohl: Alterationen im DNA Methylom maligner Tumore

Obwohl sich die Gewebe und Organe aus zum Teil hochspezialisierten Zellen zusammensetzen, die sich sowohl morphologisch als auch physiologisch erheblich voneinander unterscheiden können, ist die genetische Information, die in der Basenabfolge in der DNA gespeichert wird, in allen Zellen im Wesentlichen identisch. Die Aktivität der Gene in den verschiedenen Zelltypen des menschlichen Organismus ist jedoch unterschiedlich und dieses erlaubt die Realisierung unterschiedlicher genetischer Programme und Gewebe im Organismus. Daraus folgt jedoch auch, dass zusätzliche Informationen über die Aktivität der Gene vorhanden und gespeichert werden müssen.

Diese Information über die Aktivität der Gene und die Differenzierung der Zelle werden vorwiegend in epigenetischen Modifikationen gespeichert. Diese Informationen sind, ebenso wie die genetischen Informationen, vererbbar, können aber im Gegensatz zu diesen kontrolliert modifiziert werden, wodurch eine Anpassung der Genaktivität an sich ändernde Umweltbedingungen oder im Rahmen von Differenzierungsprozessen möglich ist. Gespeichert werden die epigenetischen Informationen z.B. im DNA-Methylierungsmuster, dem Histonmodifikationsmuster, der Position von Genen im Zellkern (nuclear positioning) oder dem Expressionsmuster nicht codierender RNAs. Während die meisten epigenetischen Modifikationen für die klinische Diagnostik kaum zugänglich sind, werden Alterationen der DNA-Methylierung zunehmend für diagnostische und prognostische Zwecke genutzt. Erste epigenetische Modulatoren sind auch für therapeutische Zwecke zugelassen.

Um Veränderungen der Genexpression während der Zelldifferenzierung zu ermöglichen, müssen auch die epigenetischen Modifikationsmuster adaptiert werden. In der Tat lassen sich die Gewebe und Zelltypen des Menschen epigenetisch differenzieren. Kommt es dabei entweder durch endogene Einflüsse, wie Fehler bei der Etablierung der epigenetischen Muster, oder exogene Einflüsse aus der Umwelt zu Alterationen im Epigenom, so kann das die Disposition für verschiedene Syndrome und Erkrankungen erhöhen. Sind nur einzelne Gene betroffen, kann dieses beispielsweise zu Entwicklungsstörungen wie dem Prader-Willi- oder dem Beckwith-WiedemannSyndrom führen.

In malignen Tumoren hingegen kommt es zu massiven Veränderungen im Epigenom. Alterationen im DNA-Methylierungsmuster aber auch der übrigen epigenetischen Modifikationen sind ein typisches Charakteristikum von Tumoren. Neben der Beeinflussung der Genexpression kann dieses auch mit einer verminderten Genomintegrität, einer Deregulation geprägter Gene (loss of imprinting) oder der (Re-) Aktivierung parasitärer molekularer Elemente im Genom einhergehen. Die auftretenden Alterationen sind dabei häufig charakteristisch für bestimmte Tumorentitäten. Zum Teil sind sie zudem prognostisch relevant oder beeinflussen die Wirksamkeit verschiedener Therapieoptionen.

In den vergangenen Jahren konnte für eine Reihe von Kanzerogenen sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs gezeigt werden, dass sie das Epigenom beeinflussen können.

Über Prof. Dr. Ole Ammerpohl:

Lieferung: Video-DVD; Spieldauer: ca. 46 Min.; Format: 16:9, gefilmt mit 2 Kameras
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Den kompletten Vortrag erhalten Sie zum Streaming hier über Vimeo (Anmeldung und Zahlung bei Vimeo erforderlich) jetzt ansehen: https://vimeo.com/191674161
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