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.[1]
Ein gut untersuchtes Beispiel für 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 '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
1981 wurde zum ersten Mal ein Enhancer beschrieben.[5][6][7] 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
Literatur
- 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
- ↑ 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 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).
- ↑ 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, März 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.
