Gen-Silencing


Gen-Silencing
Übergeordnet
Genregulation
Untergeordnet
Transkriptionelles Gen-Silencing
Post-Transkriptionelles Gen-Silencing
Gene Ontology
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Das Gen-Silencing (Gen-Stilllegung) ist ein Vorgang aus der Genetik, bei dem Gene aktiv abgeschaltet werden. Das Gen-Silencing dient der Regulation der Aktivität von Genen (Genregulation). Beim Gen-Silencing erfolgt die Genregulation durch eine Hemmung der Übertragung (Transkription) einer genetischen Information von der DNA auf die mRNA (transkriptionelles Gen-Silencing) oder der nachfolgenden Übersetzung (Translation) der auf der mRNA gespeicherten Information in ein Protein (post-transkriptionelles Gen-Silencing).

Transkriptionelles Gen-Silencing

Transkriptionelles Gen-Silencing ist ein Resultat von epigenetischen Veränderungen der DNA, wie insbesondere DNA-Methylierung oder Histonmodifikationen. Durch diese Modifikationen der Histonenden wird eine Art heterochromatischer Zustand um das Gen geschaffen, welcher es der Transkriptionsmaschine (RNA-Polymerase, Transkriptionsfaktoren, etc.) verwehrt, zu binden. Das klassische Beispiel ist das als Positionseffekt-Variegation (PEV) bezeichnete Phänomen. Es verändert den Chromatinzustand und kontrolliert somit die Transkriptionsaktivität des betroffenen Gens oder der Genregion.

Posttranskriptionelles Gen-Silencing

Mechanismus des posttranskriptionellen Gen-Silencings durch RNA-Interferenz

Als posttranskriptionelles Gen-Silencing (PTGS) werden die Prozesse der Genstilllegung bezeichnet, die erst nach der Transkription der genetischen Information von der DNA auf die übertragende mRNA stattfinden. Zu den Formen des posttranskriptionellen Gen-Silencings zählen insbesondere der Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) und die RNA-Interferenz (RNAi). Während der Nonsense-mediated mRNA decay vorrangig der Vermeidung von Nonsense-Punktmutationen dient, ist die RNA-Interferenz ein überwiegend regulatorischer Prozess unter Beteiligung spezifischer RNA-Moleküle, wie miRNA und siRNA. Das posttranskriptionelle Gen-Silencing kann zu einem intensivierten Abbau der mRNA eines bestimmten Gens führen. Durch den Abbau der mRNA wird die Translation und somit die Bildung des spezifischen Genproduktes (meist ein Protein) verhindert. Darüber hinaus ist eine genspezifische direkte Hemmung der Translation als Folge des posttranskriptionellen Gen-Silencings möglich.

Literatur


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