Genregulation bei Eukaryoten: Transkriptionsfaktoren

Genregulation bei Eukaryoten: Transkriptionsfaktoren
Auch eukaryotische Gene werden reguliert. Sie ermöglicht eine ständige Anpassung eines
Organismus an wechselnde Umwelteinflüsse. Im Gegensatz zu Prokaryoten besitzen
Eukaryoten eine Vielzahl von Regulatoren pro Gen. Die Genregulation von Eukaryoten ist
daher selten ein An- oder Abschalten eines Gens, sondern eher ein ständiges hoch- und
herunterfahren der Transkriptionsstärke. Alle Proteine, die in Zellen in Wechselwirkung mit
spezifischen DNA-Abschnitten treten und dadurch die Transkription aktivieren oder hemmen,
werden als Transkriptionsfaktoren bezeichnet.
Allgemeine Transkriptionsfaktoren sind dafür verantwortlich, dass eine Bindung der RNAPolymerase an den Promotor richtig erfolgen kann. Die DNA wird daraufhin entwunden und in
zwei Einzelstränge getrennt, sodass die Transkription stattfinden kann. Diese
Transkriptionsfaktoren werden willkürlich von A bis H bezeichnet. Die Bildung eines
Transkriptionskomplexes wird grundsätzlich mit der Bindung des TATA-Bindungsproteins an
die sogenannte TATA-Box eingeleitet. Durch die schrittweise Anlagerung der
Transkriptionsfaktoren A bis H entsteht ein fertiger Transkriptionskomplex. Die TATA-Box ist
eine Sequenz mit vielen Adenin- und Thyminbasen. Da eine Mutation nur einer Base in der
TATA-Box die Promotorfunktion deutlich herabsenkt ist die TATA-Sequenz in der Regel
hochstabil.
Spezifische Transkriptionsfaktoren binden an Regulationssequenzen der DNA, die zum Teil
weit vor dem eigentlichen Gen liegen. Diese Regulationssequenzen können einen
hemmenden (Silencer) oder verstärkenden Einfluss (Enhancer) auf die Transkription
besitzen. An Enhancer binden Aktivatorproteine und an Silencer Repressorproteine. Über die
Coaktivatoren binden die Aktivatorproteine und Silencerproteine mit der RNA-Polymerase.
Im menschlichen Genom codieren bis zu 10% der Gene für etwa 2500 Transkriptionsfaktoren.
Damit bilden die Transkriptionsfaktoren eine der größten Proteinfamilien in menschlichen
Zellen.
Aufgabe: Vervollständigen Sie die Abbildung durch folgende Begriffe: Aktivator, Repressor,
TATA-bindendes Protein, allgemeine Transkriptionsfaktoren, Coaktivator, RNA-Polymerase.
Regulation der Transkriptionsstärke
A
B
C
D
Aufgabe: Nennen Sie für jeden der oben dargestellten Transkriptionskomplexe A-D
die Auswirkungen auf die Transkriptionstärke!