Meyer

nur so eindeutisges Auslesen aller Basenpaare in der großen Furche

Reparatur durch O2 oxidierter (desaminierter) Basen nur mit T statt mit U eindeutig möglich (A--Hypoxanthin; G--Xanthin; 5-methyl-cytosin ---Thymin; C ---- U)

drastische Abnahme der Mutationsrate & der maximalen möglichen Evolulotion auf Basis der Punktmutation

nur in Exons; (1,2% Hs DNA)

-Code in regulatorischen DNA-Elementen von Promotoren (durch DNA-bindende Protein spez. ausgelesen)

-Positionierung von Nukleosomen/ Histonen/ Non-Histonproteinen

- Pos. von seq. spez. DNasen ( Bakterien)

=> Code der großen Furche; keine Transkription/ Strantrennung nötig

-für nicht tranlatierte (r-RNAs, t-RNAs, sn-RNAs, micro-RNAs)

sekundär/tertiärstruktur

Promorbindung von Repressor/ Aktivatorproteinen (Reg. an Operatoren)

Regulation: z.B. Lac-Operon, Tryptophan-Repressor (negative/positive Regulation)

5 TF aktivieren 15 Strukturgene

Bsp:

- Myogenese aus Fibroblasten (MyoD)

- Induktion lysosomaler Gene durch TFEB (Cortisol)

Verrechnung durch TF-Komplexe

Coactivator: TAD (saure TF Aktivierungsdomäne), DBD (basische DNA-Bindedomän)

fehlen von TF-D: keine Coaktivatorbindung---anderes Gen, abgeschwächte Aktivierung

-Protein-Synthese

-Ligand-Bindung

-Protein-Posphorylierung/Dephos.

-Addition of second subunit

-Unmasking

-Stimulation v. nuclear entry

-Release from membrane/other external Target

-Lysyl-Acetylierung

Masterswitch aktiviert hormonabhängig viele Gene

-low level: glucocorticoid receptor in absence of glucocorticoid hormone

-high level: anwesend

1.) transcriptional control

2.) RNA processing control

3.) RNA transport and localization control

4.) translation control

5. mRNA degradation control

6.) protein activity control

zell. Gedächtnis System

positive Rückkopplung

negativ gekoppelte Gen-Schaltkreise

--> Schwingkreise f Oszillation --> circadianer Rythmik

-Gene können in Aktivität reprogrammiert werder (Löschen/ Wiederherstellen d. Lesbarkeit der DNA-Sequ von TF-bind Stellen im Promotor) -->CpG Cluster

-Methyl-Modifikation d. Base Cytosin

- Methylasen, Erhaltungsmethylasen, Demethylasen

--> große Furche unlesbar

CG-Inseln- hoch konserviert

meist unmethyliert

umgeben oft Promotoren von Housekeeping Genes

Cytosin --> (Methylase) 5-Methylcytosin ---> (ox. Desaminierung) Thymin

methylierung von Bestimmten Genen/ Expression des anderen Genes( Mutter /Vater)

paternales Imprinting, Isolator Element methyliert, entfernter Verstärker aktiviert Igf2 

-direct interference with transcription activator factor binding

-specific transcriptional repressors

-inactive chromaton strucure formation

- positive Rüclkopplung

- Histonmodifikation

- DNA-Methylierung

- Proteinaggregationszustand

-Isolierung von TFs spezifisch für eine DNA

-Nachweis der spez. DNA Bindung im EMSA (Elektrophoretic Mobility Shif Assay)

-Chromatin-Immunpräzipitation (CHIP) --> TF bindung

-Trans-Aktivierungsdomänen (nicht DNA spezifisch)

-basic region

- lesten fast immer Palindrom-Sequenz (2x 5-6 bp

- C-term. Erkennungsseq.

-Dimere in Prokarya + Bakteriophagen

-z.B. Tryptophan-Repressor, Lambda-Cro, Lamda-Repressor-Fragment, CAP-Fragment

-Homöodomänen-Proteine (3 alpha-Helices)

-Eukarya

-Helices 1+2 tragen basische Reste

-Bindung als Monomer an 8-10 bp

-Mat-alpha 1/2

-Oct-I Protein (POU-Domänenprotein)

-C2H2:Zn Dömane

-nur eukaryoten

-z.B. TFIIIa : drei seq. C2H2 Zinkfingern (Cys-Cys-His-His)

-nukl. Rezeptortyp: Cortisol-R, Aldosteron-R, Östrogen-R, Androgen-R, T3-R

-Homo/Heterodimere

-jede 7. AS : Leu; dazwischen hydrophob (Val, Met)

-Jun/Jun, Fos/Fos, Jun/Fos = AP1

-Homo/Heterodimere

-Eukarya

- active/inactive

- Myc/Max Heterodimert (Early Genes)

-USF

-TFEB

-Dimere/ Tetramere

-Prokarya

-Met-J-Repressor (Methionin)(S-Adenosyl-Methionin induziert Dimerisierung)

-Arc

-Aktivierung des IL-2 Gens in T-Zellen

-NFAT (Rel.Protein mit b-L Struktur)

-AP1

--> Wechselwirkung mit b -L Protein (NFAT im Koplex mit AP1) 

--> Änderung der ausgelesenen Konsensus-Sequenz

(H2A,H2B,H4,H3)2 --> 8 Core-Histone bilden einen Nucleosomen-Core (1,8 DNA Windungen)

- H1, H2A, H2B : Lysin-reich

-H3, H5 : Arginin-reich

-HistonTails ragen aus Core heraus

-Linker Histon: H1 --> bindet 2 Nukleosomen

-kationische Tail binden anionische DNA-Helices

- Bindung an AT-reiche DNA-Segmente --> Basenseq-spez nukleosomale Positionierung

Euchromatin= 10nm Chromatin

--> Code Auslesung möglich

Heterochromatin = 30 nm Chromatin

--> fast keine Code-Auslesung mehr möglich

HATs= HistonAcetlytransferasen

--> Gen Aktivierung durch ersten aktiv. TF und Coaktivatorkompley über Histonacetylierung

HDACs = Histon-Deacetylasen

--> Gen-Inaktivierung durch inhibierende TF und Corepressor-Komplex über Histon-Deacetylierung

-Histontails multiple posttranlational modifiziert ( De/Acetylierung, De/Methylierung)

-->Acetyl-Lysin bindende Protein( Bromodomäne) dekondensierun Chromaton

--> Methyl-Lysin bindende Proteine (Chromodomände) kondensieren Chromatin

-wird somatisch vererbt

-zufällig im Blastula-Stadium

- Chromatinkonversion von inaktivem Heterochrom --> Euchromatin, ortsspez.

- mind ein aktivierender TF (spez TFIID)

-rekrutiert ein Enzymsystem---> Dekondensation (HAT)

- Nukleosome werden zusätzlich verschoben/entfernt

- an Promotoren spielen allg. und spezielle TF zusammen

-->an welche ein großer Teil d TF spez. bindet

--> weitere Transkriptionsregulierende Proteine bilden Komple< mit TF (binden selbst nicht an DNA)

-Allg. TF bei meisten Genen für gerichtete Positionierung, Arretierung und Aktivierung d. RNA-Pol II verantwortlich

-Entscheidendes DNA Element für Positionierung d. Pol II = TATA-Box(-30); BRE (Basal regulatory element-GC-Box); INR (Initiation regio --Pyrimidin-reich); DPE ( Downstream promotor element)

TATA-Bindeprotein-TBP-->TFIID

--> eine Orientierung

-TFIIE (Helicase)

-TFIIH (Proteinkinase)

An TFIID, TFIIA, TFIIB

-Aktivator nicht in Näher, weiter weg, krümmung

--> direkte Bindung fü Beschleunigung der Initiation am Promotor

Beschleunigung der Initiation= leichterer Start der Elongation

-gleichbleibend hohe Genaktivität

-wenige reg. cis Elemente

-starer core Promoter( GC-Boxen, TATA-Box)

-->bindung allg. TF und TF der promomalen Promoterelemente= GC-Box, CAAT-Box)

Sp1, Oct1

z.B. für regulierte Sekretion /Zellwachstum

Protein treten untereinander in Kontakt--> TF= Lobbyisten

-->loops