Chromatin Remodellierung
Unsere nukleosomale DNA ist ständigen Veränderungen in Struktur, Zusammensetzung und Positionierung der Nukleosomen ausgesetzt, um ganze Regionen eines Chromosoms freizulegen oder sie stattdessen unzugänglich zu machen. Dieser Prozess wird Chromatin-Remodeling genannt - die höchste Stufe der Transkriptionsregulation bei Eukaryoten.
Verantwortlich für das Chromatin-Remodeling sind kovalente Histonmodifikationen durch spezifische Enzyme und ATP-abhängige Chromatin-Remodeling-Komplexe, die Nukleosomen bewegen, ausstoßen oder umstrukturieren. Der Umbau des Chromatins vermittelt eine epigenetische regulatorische Rolle in mehreren wichtigen biologischen Prozessen wie z. B. der DNA-Schadensreparatur oder der Apoptose.
Antikörper für Chromatin-Remodeling
Kovalente Histon-modifizierende Komplexe
Spezifische Proteinkomplexe, wie Histon-Acetyltransferasen (HATs), Deacetylasen, Methyltransferasen und Kinasen, die als histonmodifizierende Komplexe bekannt sind, katalysieren das Hinzufügen oder Entfernen verschiedener chemischer Elemente an Histonen. Solche Modifikationen beeinflussen die Bindungsaffinität zwischen Histonen und DNA und damit die Lockerung oder Straffung der kondensierten DNA, die um Histone gewickelt ist, z. B. Methylierung spezifischer Lysinreste in H3 und H4 bewirkt eine weitere Kondensation der DNA um Histone und verhindert dadurch die Bindung von Transkriptionsfaktoren an die DNA, die zur Genrepression führen. Im Gegensatz dazu lockert die Acetylierung von Histonen die Chromatinkondensation und legt die DNA für die Bindung von TFs frei, was zu einer erhöhten Genexpression führt.
ATP-abhängiger Chromatin-Umbau
Es gibt mindestens fünf Familien von Chromatin-Remodelern in Eukaryoten: SWI/SNF, ISWI, NuRD/Mi-2/CHD, INO80 und SWR1, wobei die ersten beiden Remodeler bisher sehr gut untersucht sind, vor allem im Hefemodell. Obwohl alle Remodeler eine gemeinsame ATPase-Domäne besitzen, sind ihre Funktionen spezifisch und basieren auf verschiedenen biologischen Prozessen. Dies liegt daran, dass jeder Remodelerkomplex einzigartige Proteindomänen (Helicase, Bromodomäne, etc.) in seiner katalytischen ATPase-Region hat und auch unterschiedliche rekrutierte Untereinheiten besitzt.
Die Remodeler der ISWI-Familie spielen nachweislich eine zentrale Rolle bei der Chromatinassemblierung nach der DNA-Replikation und der Aufrechterhaltung von Chromatinstrukturen höherer Ordnung. Sie organisieren Nukleosomen in die richtige Bündelform und schaffen gleiche Abstände zwischen Nukleosomen, während SWI/SNF-Remodeler Nukleosomen in Unordnung bringen.
Die Remodeler der INO80- und SWI/SNF-Familie sind an der Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen (DSB) und der Nukleotid-Exzisionsreparatur (NER) beteiligt und spielen damit eine entscheidende Rolle bei der TP53-vermittelten DNA-Schadensreaktion. NuRD/Mi-2/CHD-Remodeling-Komplexe vermitteln primär die transkriptionelle Repression im Zellkern und sind für die Aufrechterhaltung der Pluripotenz von embryonalen Stammzellen erforderlich. Enzyme.
DNA-Schadensreparatur
Die Reparatur scheint durch PARP1 eingeleitet zu werden, dessen Akkumulation an der DNA-Schädigung bereits 1,6 Sekunden nach dem Auftreten der DNA-Schädigung zur Hälfte abgeschlossen ist. Darauf folgt schnell die Akkumulation des Chromatin-Remodelers Alc1, der eine ADP-Ribose-bindende Domäne besitzt, wodurch er schnell zum Produkt von PARP1 hingezogen werden kann. Die Wirkung von PARP1 an der Stelle eines Doppelstrangbruchs ermöglicht die Rekrutierung der beiden DNA-Reparaturenzyme MRE11 und NBS1. Auf die schnelle anfängliche Chromatinrelaxation nach einer DNA-Schädigung (mit schneller Einleitung der DNA-Reparatur) folgt eine langsame Rekondensation, wobei das Chromatin nach etwa 20 Minuten wieder einen Verdichtungszustand annähernd auf dem Niveau vor der Schädigung erreicht
Antikörper für die DNA-Schadensreparatur
Verwandte Informationen und Produkte
Referenzen
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