Dallinger Georg, 8.A BRG Schloss Wagrain Genexpression Dallinger Georg, 8.A BRG Schloss Wagrain

Definition eines Gens: Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Grundinformation zur Herstellung einer biologisch aktiven RNA enthält. Bei dieser Herstellung (Transkription) wird eine Negativkopie in Form der RNA hergestellt. Es gibt verschieden Typen von RNAs, die bekannteste ist die mRNA, von der während der Translation ein Protein übersetzt wird.

Dieses Protein übernimmt im Körper eine ganz spezifische Funktion, die auch als Merkmal bezeichnet wird. Im allgemeinen werden Gene daher als Erbfaktor (Erbanlage) bezeichnet, da sie Erbinformation beinhalten, welche durch Reproduktion an Nachkommen weitergegeben werden. Die Ausprägung eines Gens ist in jeder einzelnen Zelle exakt bestimmt.

Abb.1 Schematische Darstellung eines Gens auf einem DNA-Strang. Der Abschnitt der Doppelhelix auf der DNA zeigt ein eukaryotisches Gen, das Introns und Exons enthält, und im Hintergrund den zu einem Chromosom kondensierten DNA-Strang. Exons und Introns umfassen weit mehr Basenpaare als im Bild angedeutet.

Abb. 2 Übersicht über die Prozesse der eukaryotischen Genexpression: Auf dem Weg vom Gen - codiert auf der DNA - bis hin zum fertigen Protein spielt die RNA eine entscheidende Rolle. Sie dient als Informationsträger zwischen DNA und Ribosom, der in mehreren Schritten verändert wird

Was sind Transkriptionsfaktoren? Ein Transkriptionsfaktor ist ein Protein, das die Arbeit der RNA-Polymerase bei der Transkription ermöglicht (Initiation). Außerdem regulieren sie die Verlängerung (Elongation) und Beendigung (Termination) der RNA-Synthese

Wie „arbeitet“ ein Transkriptionsfaktor? Durch das Binden an die DNA stellen sie eine Art "Plattform" für die RNA-Polymerase her, die Polymerase bindet an die Plattform, die Transkription wird eingeleitet.

Einige Transkriptionsfaktoren können den Promotor aktivieren andere ihn hemmen. Während aktivierende Transkripitonsfaktoren die Arbeit der Polymerase ermöglichen, funktionieren Repressoren nach dem umgekehrten Prinzip: Histon-Deacetylasen führen zu einer dichteren Verpackung der DNA und blockieren die Polymerasebindestellen.

Es gibt Transkriptionsfaktoren, die direkt an die DNA binden und andere, die sich an andere DNA-bindende Proteine binden. Es werden allgemeine (basale) und Gewebe- bzw. Zell-spezifische Transkriptionsfaktoren unterschieden.

Allgemeine Transkriptionsfaktoren sind für jede Transkription notwendig, sie binden dabei entweder direkt an die DNA bei bestimmten Promotorelementen (zum Beispiel die TATA-Box), oder an die RNA-Polymerase oder an andere Proteine des Initiationskomplexes. Diese "basalen" Transkriptionsfaktoren treten stets als Komplexe mit anderen Proteinen auf.

Spezifische Transkriptionsfaktoren, werden meistens durch Proteinkinasen (diese spalten Phosphatgruppen vom ATP ab) aktiviert. Die Aktivierung ist das Ende einer langen Signaltransduktionsweges.

Die Funktionsweisen sind sehr verschieden: Einige besitzen Bindestellen für wichtige Regulatoren (z.B. für Antiterminatoren) andere haben Protein-Kinase Funktionen oder zeigen Helicase-Aktivität. Sie sind ubiquitär in allen Zellen eines Organismus gleichmäßig vorhanden und haben an der spezifischen Genregulation meist keinen Anteil.