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Enhancer Genetik Enhancer engl enhance verstärken dt selten auch Transkriptionsverstärker genannt sind Abschnitte mit fü

Enhancer (Genetik)

Enhancer (engl. enhance "verstärken", dt. selten auch Transkriptionsverstärker genannt) sind Abschnitte mit für jeden Enhancer charakteristischer Basenabfolge in der eukaryotischen DNA, die wie auch die Silencer, zu den cis-Elementen gehören. Enhancer setzen sich aus Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren zusammen und können dadurch zellspezifisch wirken. Sie beeinflussen die Anlagerung des Transkriptionskomplexes an den Promotor und verstärken somit die Transkriptionsaktivität eines Gens. Entscheidend für diese Transkriptionsverstärkung ist die räumliche Orientierung des Enhancers zum Promoter (Enhancer-Promoter-Wechselwirkung). Der typische Enhancer mit einer mittleren Länge von 800 bp kann bis zu mehrere tausend Basen vor (upstream) oder hinter (downstream) dem Promoter liegen und trotzdem durch die Ausbildung von DNA-Schlaufen (loops) in die räumliche Nähe der Promotersequenz gebracht werden. An der Ausbildung dieser Strukturen sind ebenfalls die Histone beteiligt. Die DNA-Strukturmerkmale, die an der Steuerung der Transkription beteiligt sind, sind komplex und vielfältig. In Zellen, in denen sie aktiv sind, liegen sie in einer offenen, DNAse-sensitiven Struktur vor und weisen häufig weitere charakteristische epigenetische Merkmale, wie eine Methylierung des Lysin-4 und eine Acetylierung des Lysin-27 im Histon 3 (H3K4me1, H3K27ac), auf.

Ein gut untersuchtes Beispiel für die Enhancer-Wirkung ist der alpha-Globin-Genlocus. Weitere Beispiele sind das DNA-Rearrangement in einigen Tumorzellen oder beim Ig-Klassenwechsel der B-Lymphozyten. Hier werden enzymatisch DNA-Abschnitte aus der DNA entfernt. Auf diese Weise 'rückt' der Enhancer in die räumliche Nähe des Promoters. Die Folge ist eine verstärkte Gentranskription eines Onkogens (im Falle der Tumorzellen) oder die Produktion von IgG (im Falle der Plasmazellen). Enhancer sind damit wichtige Elemente zur Regulation der Genexpression.

Geschichte Bearbeiten

1981 wurde zum ersten Mal ein Enhancer beschrieben. Er stammt aus dem Polyomavirus SV40 und enthält zwei identische, 72 bp lange Abschnitte, die 72-Wiederholungssequenzen (72-bp repeat) heißen. Jeder der beiden Abschnitte hat für sich allein bereits eine schwach verstärkende Wirkung auf den Promoter, gemeinsam verstärken sie die Aktivität um ein Vielfaches. Zu den Erstentdeckern zählen Walter Schaffner und Peter Gruss.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • James E. Darnell, Harvey Lodish, David Baltimore: Molekulare Zellbiologie. de Gruyter, Berlin u. a. 1993, ISBN 3-11-011934-X (4. Auflage. Harvey Lodish: Molekulare Zellbiologie. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u. a. 2001, ISBN 3-8274-1077-0).
  • Benjamin Lewin: Molekularbiologie der Gene. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg u. a. 1998, ISBN 3-8274-0234-4.
  • William S. Klug, Michael R. Cummings, Charlotte A. Spencer: Genetik. 8., aktualisierte Auflage 2007, ISBN 978-3-8273-7247-5.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. J. Malin, M. R. Aniba, S. Hannenhalli: Enhancer networks revealed by correlated DNAse hypersensitivity states of enhancers. In: Nucleic Acids Research. 41, 2013, S. 6828, doi:10.1093/nar/gkt374.
  2. D. Vernimmen: Uncovering enhancer functions using the α-globin locus. In: PLoS genetics. Band 10, Nummer 10, Oktober 2014, S. e1004668, doi:10.1371/journal.pgen.1004668, PMID 25330308, PMC 4199490 (freier Volltext) (Review).
  3. A. C. Hayday, S. D. Gillies, H. Saito, C. Wood, K. Wiman, W. S. Hayward, S. Tonegawa: Activation of a translocated human c-myc gene by an enhancer in the immunoglobulin heavy-chain locus. In: Nature. Band 307, Nummer 5949, 1984 Jan 26-Feb 1, S. 334–340, PMID 6420706.
  4. J. Banerji, L. Olson, W. Schaffner: A lymphocyte-specific cellular enhancer is located downstream of the joining region in immunoglobulin heavy chain genes. In: Cell. Band 33, Nummer 3, Juli 1983, S. 729–740, PMID 6409418.
  5. P. Gruss, R. Dhar, G. Khoury: Simian virus 40 tandem repeated sequences as an element of the early promoter. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 78, Nummer 2, Februar 1981, S. 943–947, PMID 6262784, PMC 319921 (freier Volltext).
  6. C. Benoist, P. Chambon: In vivo sequence requirements of the SV40 early promotor region. In: Nature. Band 290, Nummer 5804, März 1981, S. 304–310, PMID 6259538.
  7. J. Banerji, S. Rusconi, W. Schaffner: Expression of a beta-globin gene is enhanced by remote SV40 DNA sequences. In: Cell. Band 27, Nummer 2 Pt 1, Dezember 1981, S. 299–308, PMID 6277502.
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Enhancer engl enhance verstarken dt selten auch Transkriptionsverstarker genannt sind Abschnitte mit fur jeden Enhancer charakteristischer Basenabfolge in der eukaryotischen DNA die wie auch die Silencer zu den cis Elementen gehoren Enhancer setzen sich aus Bindungsstellen fur Transkriptionsfaktoren zusammen und konnen dadurch zellspezifisch wirken Sie beeinflussen die Anlagerung des Transkriptionskomplexes an den Promotor und verstarken somit die Transkriptionsaktivitat eines Gens Entscheidend fur diese Transkriptionsverstarkung ist die raumliche Orientierung des Enhancers zum Promoter Enhancer Promoter Wechselwirkung Der typische Enhancer mit einer mittleren Lange von 800 bp kann bis zu mehrere tausend Basen vor upstream oder hinter downstream dem Promoter liegen und trotzdem durch die Ausbildung von DNA Schlaufen loops in die raumliche Nahe der Promotersequenz gebracht werden An der Ausbildung dieser Strukturen sind ebenfalls die Histone beteiligt Die DNA Strukturmerkmale die an der Steuerung der Transkription beteiligt sind sind komplex und vielfaltig In Zellen in denen sie aktiv sind liegen sie in einer offenen DNAse sensitiven Struktur vor und weisen haufig weitere charakteristische epigenetische Merkmale wie eine Methylierung des Lysin 4 und eine Acetylierung des Lysin 27 im Histon 3 H3K4me1 H3K27ac auf 1 Ein gut untersuchtes Beispiel fur die Enhancer Wirkung ist der alpha Globin Genlocus 2 Weitere Beispiele sind das DNA Rearrangement in einigen Tumorzellen oder beim Ig Klassenwechsel der B Lymphozyten 3 4 Hier werden enzymatisch DNA Abschnitte aus der DNA entfernt Auf diese Weise ruckt der Enhancer in die raumliche Nahe des Promoters Die Folge ist eine verstarkte Gentranskription eines Onkogens im Falle der Tumorzellen oder die Produktion von IgG im Falle der Plasmazellen Enhancer sind damit wichtige Elemente zur Regulation der Genexpression Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Siehe auch 3 Literatur 4 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten1981 wurde zum ersten Mal ein Enhancer beschrieben 5 6 7 Er stammt aus dem Polyomavirus SV40 und enthalt zwei identische 72 bp lange Abschnitte die 72 Wiederholungssequenzen 72 bp repeat heissen Jeder der beiden Abschnitte hat fur sich allein bereits eine schwach verstarkende Wirkung auf den Promoter gemeinsam verstarken sie die Aktivitat um ein Vielfaches Zu den Erstentdeckern zahlen Walter Schaffner und Peter Gruss Siehe auch BearbeitenUpstream und downstreamLiteratur BearbeitenJames E Darnell Harvey Lodish David Baltimore Molekulare Zellbiologie de Gruyter Berlin u a 1993 ISBN 3 11 011934 X 4 Auflage Harvey Lodish Molekulare Zellbiologie Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg u a 2001 ISBN 3 8274 1077 0 Benjamin Lewin Molekularbiologie der Gene Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg u a 1998 ISBN 3 8274 0234 4 William S Klug Michael R Cummings Charlotte A Spencer Genetik 8 aktualisierte Auflage 2007 ISBN 978 3 8273 7247 5 Einzelnachweise Bearbeiten J Malin M R Aniba S Hannenhalli Enhancer networks revealed by correlated DNAse hypersensitivity states of enhancers In Nucleic Acids Research 41 2013 S 6828 doi 10 1093 nar gkt374 D Vernimmen Uncovering enhancer functions using the a globin locus In PLoS genetics Band 10 Nummer 10 Oktober 2014 S e1004668 doi 10 1371 journal pgen 1004668 PMID 25330308 PMC 4199490 freier Volltext Review A C Hayday S D Gillies H Saito C Wood K Wiman W S Hayward S Tonegawa Activation of a translocated human c myc gene by an enhancer in the immunoglobulin heavy chain locus In Nature Band 307 Nummer 5949 1984 Jan 26 Feb 1 S 334 340 PMID 6420706 J Banerji L Olson W Schaffner A lymphocyte specific cellular enhancer is located downstream of the joining region in immunoglobulin heavy chain genes In Cell Band 33 Nummer 3 Juli 1983 S 729 740 PMID 6409418 P Gruss R Dhar G Khoury Simian virus 40 tandem repeated sequences as an element of the early promoter In Proceedings of the National Academy of Sciences Band 78 Nummer 2 Februar 1981 S 943 947 PMID 6262784 PMC 319921 freier Volltext C Benoist P Chambon In vivo sequence requirements of the SV40 early promotor region In Nature Band 290 Nummer 5804 Marz 1981 S 304 310 PMID 6259538 J Banerji S Rusconi W Schaffner Expression of a beta globin gene is enhanced by remote SV40 DNA sequences In Cell Band 27 Nummer 2 Pt 1 Dezember 1981 S 299 308 PMID 6277502 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Enhancer Genetik amp oldid 238991310