In der Biologie bezieht sich Epigenese auf das Konzept, dass sich Organismen aus Zellen entwickeln. Organismen werden aus Sporen und Eiern hergestellt, die sich auf viele Arten teilen. Die Epigenese erzeugt eine Kette von Ereignissen, die zur Entwicklung der gesamten Pflanze oder des gesamten Tieres führt. Jeder Organismus hat einen einzigartigen Epigeneseprozess, 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. Epigenesis verwendet 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, sogenannte Stammzellen, können sich je nach Umgebung der Zelle in verschiedene Zelltypen verwandeln. Die Epigenese wird durch Stammzellen gestartet, die aus der befruchteten Eizelle oder Spore stammen. Diese ersten Zellteilungen produzieren Stammzellen, die sich mithilfe der Epigenese in Milliarden spezifischer Zelltypen verwandeln.
Epigenese ist nicht einfach eine Liste von Anweisungen für das genetische Programm, um einen Organismus aufzubauen. Bei der Genexpression spielt die ganze Zelle mit speziellen Methoden eine Rolle. Methylierung, das Hinzufügen von Methanmolekülen zu Genen, wird häufig verwendet, um ein Gen zu unterdrücken oder auszuschalten. Auch die Umwelt spielt 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 antike Philosoph Aristoteles dokumentierte als erster den Prozess der Epigenese. Die Idee entwickelte er 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 erschaffen hat. Aristoteles bekämpfte 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 von der Empfängnis an entwickeln. Der Prozess der Genexpression und wie er Veränderungen verursacht, wurde auf molekularer Ebene dokumentiert und untersucht. 1939 definierte Conrad Waddington die Epigenese als die Entfaltung des genetischen Programms und dies führte zu vielen Entdeckungen. Das Erschreckendste ist, dass der Entfaltungsprozess jetzt mit vielen Krebsarten beim Menschen zusammenhängt.