Aus genetischer Sicht sind alle Zellen eines Organismus identisch, jedoch unterscheiden sie sich deutlich in ihrer Art und Funktionsweise. Wichtige Determinanten zellulärer Diversität sind epigenetische Änderungen, darunter post-synthetische Modifikationen von Nukleinsäuren. Die am besten untersuchte chemische Modifikation von DNA ist die Methylierung von Cytosin am fünften Kohlenstoffatom. 5-Methylcytosin (5mC) spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der Genexpression und steht in Verbindung mit einer Vielzahl biologischer Prozesse und Krankheiten. Obwohl zunächst angenommen wurde, dass 5mC eine relativ stabile epigenetische Modifikation ist, wurde kürzlich gezeigt, dass eine Familie von Proteinen, Ten eleven translocation (Tet), die Umsetzung von 5mC zu 5-Hydroxymethylcytosin (5hmC), 5-Formylcytosin (5fC) und 5-Carboxylcytosin (5caC) katalysiert. Es wurde gezeigt, dass diese oxidativen Derivate an der Modulierung der Genexpression und Steuerung des Zellstoffwechsels beteiligt sind. Um der Bildung aberranter, krankheitsverursachender DNA Modifikationen vorzubeugen, muss daher die Aktivität von Tet Proteinen präzise reguliert werden. In dieser Arbeit wurde das Potenzial von Proteinen mit Methyl-CpG-Bindedomäne untersucht, die Dioxygenase-Aktivität von Tet Proteinen in vitro und in vivo zu kontrollieren. Wir zeigen, dass vorzeitiges Binden von Mecp2 und Mbd2 an DNA 5mC vor Tet1-katalysierter Oxidation in Abhängigkeit ihrer Konzentration schützt. Der Mechanismus basiert auf kompetitiver, sequenzunspezifischer Bindung an DNA und korreliert mit der Abdeckung von Nukleinsäuren und der Verweildauer von MBD Proteinen an DNA. Folglich finden wir erhöhte Level des Tet Oxidationsprodukts 5hmC an perizentrischem Heterochromatin in Neuronen von Mecp2 defizienten Mäusen mit einhergehender Reaktivierung stark methylierter "major satellite DNA repeats". Darüber hinaus messen wir eine erhöhte Expression und Retrotransposition von endogenen und konstruierten "long interspersed nuclear elements" (LINE1) als mögliche Folge uneingeschränkter Tet Aktivität in humanen Zellen. RNA enthält, ähnlich wie DNA, eine Vielzahl post-synthetischer Modifikationen, die deren chemische Information und Eigenschaften erweitern. Eine von mehr als 100 nicht-kanonischen Ribonukleobasen ist C5-methyliertes Cytosin, das in unterschiedlichen RNA Typen, darunter ribosomaler RNA, vorhanden ist. Neuste Studien haben gezeigt, dass Tet Proteine nicht ausschließlich Methylcytosin von DNA, sondern auch 5mC einzelsträngiger RNA hydroxylieren. Da eine Modifikation ribosomaler RNA möglicherweise eine Lokalisation von Tet Proteinen im Nukleolus, dem Ort der rRNA Synthese und Zusammensetzung von Ribosomen, voraussetzt, ist es wichtig, die allgemeinen Prinzipien der gezielten nukleolaren Lokalisation von Proteinen und Peptiden zu verstehen. Hierfür haben wir die molekularen Anforderungen, die für eine Lokalisation und Akkumulierung im Nukleolus lebender Zellen notwendig und ausreichend sind, untersucht. Unsere Daten zeigen, dass Peptideinheiten aus aneinandergereihten, positiv geladenen Argininen mit einem isoelektrischen Punkt ≥ 12.6, die chemischen Bedingungen für eine nukleolare Lokalisation erfüllen. Diesem Prinzip entsprechend, identifizierten wir eine Arginin-reiche Region innerhalb des "low complexity inserts" von Tet2 Proteinen, die nach Deletion des regulatorischen N-terms im Nukleolus akkumulieren. Mit Hilfe eines pH-sensitiven Farbstoffs konnten wir visualisieren, dass der Nukleolus relativ sauer ist. Folglich zeigen wir, dass Peptide und Proteine mit hohem isoelektrischen Punkt, die unter diesen elektrochemischen Bedingungen eine positive Ladung tragen, mit negativ geladener RNA in vitro interagieren. Diese Interaktion erklärt wiederum die evolutionäre Konservierung dieses Lokalisationsprinzips von Insekten bis zum Mensch. Letztlich entwickelten wir ein Protokoll zur Visualisierung von Nukleoli in lebenden Zellen, wodurch die nukleolare Lokalisation unterschiedlicher Proteine, wie beispielsweise Tet, genau analysiert werden kann. Zusammenfassend tragen unsere Daten dem Verständnis der Tet Regulation außerhalb und der Lokalisation von (Tet) Proteinen innerhalb von Nukleoli bei.