"Unter Epigenetik versteht man molekulare Mechanismen, die zu einem stärkeren oder schwächeren Ablesen von Genen führen, ohne dass die dort gespeicherte Information verändert wird. Dabei markieren Enzyme bestimmte Abschnitte der DNA. "
(Spektrum.de, Dossier Epigenetik).
Schon seit Jahrzehnten wird in jeder gymnasialen Oberstufe im Biologie-Unterricht das Thema Genregulation behandelt. Zunächst wird meistens das lac-Operon vorgestellt, das ja ein Musterbeispiel für Substrat-Induktion ist. In der Regel wird dann auch noch über Endprodukt-Repression gesprochen, und in den meisten Kursen wird dann auch noch die Genregulation bei Eukaryoten thematisiert. All diese Mechanismen haben gemeinsam, dass der Regulationzustand nicht vererbt werden kann. Wenn ein Bakterium in ein Lactose-reiches Nährmedium gesetzt wird, werden über den Mechanismus der Substrat-Induktion die drei lac-Gene aktiviert und transkribiert. Bei der Translation werden dann Enzyme gebildet, welche die Lactose abbauen. Sinkt die Lactose-Konzentration dadurch unter einen bestimmten werden, setzt sich der lac-Repressor wieder an den Operator des lac-Operons, und die RNA-Polymerase kann die drei Strukturgene nicht mehr transkribieren. Vererbt wird der jeweilige Aktivitätszustand des lac-Operons allerdings nicht.
Bei der Epigenetik ist das völlig anders. Auch hier spielen Mechanismen, welche die Transkription von Genen beeinflussen, eine wichtige Rolle. Allerdings sind das völlig andere Mechanismen als bei der "klassischen" Genregulation nach dem Operator-Repressor-Modell.
Bestimmte DNA-Bereiche können durch bestimmte Enzyme mit Methylgruppen ausgestattet werden. Man sagt dann, der DNA-Bereich ist methyliert. Solche methylierten DNA-Bereiche können von der RNA-Polymerase nicht mehr transkribiert werden. Die entsprechenden Gene sind dann abgeschaltet.
Eine andere Form der Beeinflussung ist die Acetylierung. An bestimmte Histon-Moleküle des Chromatins können Acetylgruppen angehängt werden. Dadurch lockert sich das Chromatin auf, so dass die RNA-Polymerase leichter transkribieren kann.
Die DNA ist also von Methylgruppen und Acetylgruppen bedeckt, und diese Gruppen bilden ein bestimmtes Muster, das von Person zu Person unterschiedlich ist. Das Interessante daran ist nun, dass dieses Muster auch vererbt werden kann.