Genexpression

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Genexpression, kurz Expression oder Exprimierung, bezeichnet im weiteren Sinne die Ausprägung des Genotyps – also der genetischen Information (Gen, DNA) – zum Phänotyp eines Organismus oder einer Zelle. Im engeren Sinne bezeichnet Genexpression die Biosynthese von RNA und Proteinen (siehe Proteinbiosynthese) aus den genetischen Informationen.

Stufen der Genexpression

Generell kann eine Regulation der Genexpression auf verschiedenen Stufen stattfinden:

  1. Die Lage des Gens auf dem Chromosom (den Locus) bestimmt seine Zugänglichkeit für die nachfolgenden Prozesse. Die DNA liegt nicht linear im Zellkern vor, sondern ist gefaltet (siehe Chromatin); das heißt, ein (Gen-)Abschnitt der DNA kann durch die Faltung so „verdeckt“ werden, dass er für die Genexpression nicht zugänglich ist. Zudem können sich dynamisch weitere Proteine an die für den Start der Transkription wichtigen und dem eigentlichen Gen vorgelagerten DNA-Abschnitte anlagern. Durch diese Transkriptionsfaktoren kann die Aktivität des Gens sowohl unterdrückt als auch verstärkt werden.
  2. Transkription: Synthese von RNA aus DNA
  3. RNA-Prozessierung: nicht nur mRNA erfährt Veränderungen wie Spleißen
  4. Translation: Synthese eines Proteins aus mRNA
  5. Proteinreifung: Veränderung von Proteinen nach ihrer Synthese (Translation), wie Proteinfaltung, Protein-Spleißen, Autoproteolyse und Posttranslationale Modifikation

Dabei können – insbesondere bei Eukaryoten – die genannten Prinzipien miteinander in Wechselwirkung treten und so im Zusammenspiel von Genetik und Epigenetik noch komplexere Regulationsmechanismen bilden.

Einige Gene unterliegen keiner derartigen Regulation und werden unabhängig von Zelltyp, Zellstadium und Wachstumsbedingungen dauerhaft exprimiert. Diese werden als konstitutiv exprimiert beziehungsweise als Housekeeping-Gene bezeichnet.

Literatur

  • Nelson C. Lau, David P. Bartel: Zensur in der Zelle. Spektrum der Wissenschaft, Oktober 2003, S. 52–59, ISSN 0170-2971

Siehe auch

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