Zusammenfassung
Obwohl fast alle Zellen des menschlichen Körpers die gleiche genetische Information enthalten, werden in verschiedenen Zelltypen wie z. B. Leber-, Muskel- oder Nervenzellen ganz unterschiedliche Proteine exprimiert. Bestimmte Gene werden nur während der Entwicklung des Organismus, andere wiederum nur auf geeigneten Hormon- oder Cytokinstimulus hin transkribiert. Daneben gibt es Gene, die ständig in nahezu allen Zelltypen aktiviert sind, sog. house keeping-Gene. Die Regulation der Genexpression erfolgt in erster Linie auf Ebene der Initiation der Transkription. Die hierfür verantwortlichen Prozesse werden in diesem Kapitel beschrieben. Die grundlegenden Prinzipien der Genregulation werden eingangs anhand von Prokaryonten erklärt. In Eukaryonten ist die Genexpression durch zusätzliche Mechanismen wie z. B. alternatives Spleißen und RNA-Interferenz reguliert. Da in Säugerzellen die Gene – mit Ausnahme der wenigen mitochondrialen Gene – auf der DNA im Zellkern lokalisiert sind, die Proteinbiosynthese aber im Cytoplasma abläuft, ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der Genregulation.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Weiterführende Literatur
Monographien
Carey MF, Peterson CL, Smale ST (2009) Transcriptional regulation in eukaryotes: concepts, strategies, and techniques, 2. Aufl. Cold Spring Harbour Press, Cold Spring Harbor
Chakalova L, Fraser P (2010) Organization of transcription. Cold Spring Harb Perspect Biol 2:a000729
Übersichtsarbeiten und Originalarbeiten
Adams D (2018) Patisaran, an RNAi therapeutic, for hereditary transthyretin amyloidosis. N Engl J Med 379:11–21
Berretta J, Morillon A (2010) Pervasive transcription constitutes a new level of eukaryotic genome regulation. EMBO Rep 10:973–982
Black DL (2003) Mechanisms of alternative pre-messenger RNA splicing. Annu Rev Biochem 72:291–336
Bottomley MJ (2004) Structures of protein domains that create or recognize histone modifications. EMBO Rep 5:464–469
Chen W, Moore MJ (2014) The spliceosome: disorder and dynamics defined. Curr Op Str Biol 24:141–149
Darnell JE (2013) Reflections on the history of pre-mRNA processing and highlights of current knowledge: a unified picture. RNA 19:443–460
Fabian MR, Sonenberg N, Filipowicz W (2010) Regulation of mRNA translation and stability by microRNAs. Annu Rev Biochem 79:351–379
Heyd F, Lynch KW (2011) Degrade, move, regroup: signaling control of splicing proteins. Trends Biochem Sci 36:397–404
Kalsotra A, Cooper TA (2011) Functional consequences of developmentally regulated alternative splicing. Nat Rev Genet 12:715–729
Kelly SM, Corbett AH (2009) Messenger RNA export from the nucleus: a series of molecular wardrobe changes. Traffic 10:1199–1208
Kornblihtt AR, Schor IE, Alló M, Dujardin G, Petrillo E, Muñoz MJ (2013) Alternative splicing: a pivotal step between eukaryotic transcription and translation. Nat Rev Mol Cell Biol 14:153–165
Lawrence M et al (2016) Lateral thinking: how histone modifications regulate gene expression. Trends Genet 32:42–56
Liu X, Wang L, Zhao K, Thompson PR, Hwang Y, Marmorstein R, Cole PA (2008) The structural basis of protein acetylation by the p300/CBP transcriptional coactivator. Nature 451:846–850
Matera AG, Wang Z (2014) A day in the life of the spliceosome. Nat Rev Mol Cell Biol 15:108–121
Meyer KD, Jaffrey SR (2017) Rethinking m6A readers, writers and erasers. Annu Rev Cell Dev Biol 33:319–342
Muñoz MJ, de la Mata M, Kornblihtt AR (2010) The carboxy terminal domain of RNA polymerase II and alternative splicing. Trends Biochem Sci 35:497–504
Padgett RA (2012) New connections between splicing and human disease. Trends Genet 28:147–154
Panne D (2008) The enhanceosome. Curr Opin Struct Biol 18:236–242
Parker R, Song H (2004) The enzymes and control of eukaryotic mRNA turnover. Nat Struct Mol Biol 11:121–127
Semlow DR, Staley JP (2012) Staying on message: ensuring fidelity in pre-mRNA splicing. Trends Biochem Sci 37:263–273
Sharp PA (2005) The discovery of split genes and RNA splicing. Trends Biochem Sci 30:279–281
Sikorski TW, Buratowski S (2009) The basal initiation machinery: beyond the general transcription factors. Curr Opin Cell Biol 21:344–351
Ule J, Blencowe BJ (2019) Alternative splicing regulatory networks: functions, mechanisms, and evolution. Mol Cell 76:329–345
Wahl MC, Will CL, Lührmann R (2009) The spliceosome: design principles of a dynamic RNP machine. Cell 136:701–718
Weake VM, Workman JL (2010) Inducible gene expressions: diverse regulatory mechanisms. Nat Rev Genet 11:426–437
Yue Y et al (2015) RNA N6-methyladenosine methylation in post-transcriptional gene expression regulation. Genes Dev 29:1343–1355
Lehrbücher
Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2008) Molecular biology of the cell, 5. Aufl. Garland Science, New York
Lodish H, Berk A, Kaiser C, Krieger M, Scott M, Bretscher A, Ploegh H, Matsudaira P (2008) Molecular cell biology, 7. Aufl. Freemann, Gumbrills
Nelson DL, Cox MM (2011) Lehninger Biochemie, 4. Aufl. Springer, Berlin/Heidelberg
Nelson DL, Cox MM (2013) Lehninger principles of biochemistry, 6. Aufl. Macmillan, London
Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R (2011) Molekularbiologie, 7. Aufl. Pearson Studium, Hallbergmoos
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2022 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Brix, J., Koch, HG., Heinrich, P.C. (2022). Regulation der Transkription – Aktivierung und Inaktivierung der Genexpression. In: Heinrich, P.C., Müller, M., Graeve, L., Koch, HG. (eds) Löffler/Petrides Biochemie und Pathobiochemie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-60266-9_47
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-60266-9_47
Published:
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-60265-2
Online ISBN: 978-3-662-60266-9
eBook Packages: Medicine (German Language)