Zusammenfassung Wehner-Gehring: "Zoologie", 22. Auflage (Thieme, Stuttgart)

Hitzeschockprotein hsp22 von Drosophila

Das in Abb. 2.41 dargestellte Gen wurde aus dem Genom von Drosophila isoliert und codiert für das Hitzeschockprotein hsp22, das ein Molekulargewicht von etwa 22 kD aufweist. Zellen der verschiedensten Organismen – von E. coli bis zum Menschen – reagieren auf einen kurzen Hitzeschock mit der Aktivierung einer kleinen Gruppe von Genen, den sog. Hitzeschockgenen, deren Produkte eine Schutzfunktion übernehmen. Das Gen ist im wesentlichen eine Transkriptionseinheit, die für ein bestimmtes Genprodukt, in diesem Fall ein Hitzeschockprotein, codiert. Außer der für RNA codierenden Region besteht das Gen zusätzlich aus flankierenden Kontrollelementen. Am 5'-Ende liegt der sog. Promotor, eine DNA-Sequenz, an die RNA-Polymerase bindet und mit der Transkription beginnt. Die meiste Gene, die von RNA-Polymerase II übersetzt werden, enthalten als Bestandteil des Promotors eine sog. TATA-Box, die in unserem Beispiel die Sequenz TATAAA aufweist und etwa 30 b vor der Initiationsstelle der Transkription (+1) liegt. Am 5'-Ende des Gens liegt ein weiteres Kontrollelement (HSE), das die Hitzeinduzierbarkeit des Gens vermittelt. Drei solcher HSE-Sequenzen sind dem Promotor vorgeschaltet. Die RNA-codierende Region beginnt mit einem Vorspann (Leader); es folgt die proteincodierende Region und schließlich ein Nachspann (Trailer). Die RNA-Polymerase II setzt an der Position +1 mit der Transkription ein (AGUUCAAA...) und polymerisiert etwa 30-50 Ribonucloide pro Sekunde. Am 5'-Ende des Transkripts wird als Schutzgruppe 7-Methylguanosin-triphosphat als sog. Kappe aufgesetzt. Die Termination kann an mehreren Stellen erfolgen. Das Transkript wird dann durch eine Endonuclease 10-20 bp (schwarzes Dreieck in Abb. 2.41) 3'-wärts vom Polyadenylierungssignal AAUAAA gespalten und durch ein weiteres Enzym (PolyA-Polymerase) polyadenylisiert. Die prozessierte mRNA wird anschließend vom Kern ins Cytoplasma transportiert und an den Ribosomen vom Startcodon AUG bis zum Stopcodon UAG übersetzt, so daß ein Polypeptid von 174 Aminosäuren entsteht. In diesem einfachen Fall entspricht also die DNA-Sequenz der mRNA- und Proteinsequenz, d.h. DNA und Protein sind colinear.