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Eukaryontische Genregulation

RNA-Stabilität in Eukaryonten

Je stabiler eine mRNA ist, desto häufiger kann sie translatiert werden (d.h. desto mehr Protein entsteht an dieser mRNA-Matrize). Die Stabilität wird im Wesentlichen durch Sequenzen am 5'- oder am 3'- nichttranslatierten Ende (auch UTR für untranslated region genannt) der mRNA bedingt, die stem-loop-Strukturen bilden können. Aber auch die 3'-cap und der Poly(A)-Schwanz am 5'-Ende tragen zur Stabilität einer mRNA bei, indem sie die RNA gegen Exonucleasen schützen.

Die Halbwertszeiten der mRNA können sehr verschieden sein und liegen zwischen Minuten (z.B. bei regulatorischen Proteinen) und einigen Stunden (die β-Globin-mRNA hat eine Halbwertszeit von 10 Stunden). Vor allem bei den so genannten Haushaltsgenen (house-keeping genes) findet häufig eine Regulation über die mRNA-Stabilität statt. In einigen Fällen wird die Stabilität der mRNA noch durch Hormone, Wachstumsfaktoren oder andere Einflüsse moduliert. Einige typische Beispiele zeigt die Tabelle:

Tab.1
Regulation der mRNA-Stabilität
mRNARegulation durch Einfluss auf die Halbwertszeit
Rezeptor-mRNA für den epidermalen Wachstumsfaktorepidermaler Wachstumsfaktor (EGF) erhöht sich
Casein-mRNA aus Milchdrüsenzellen Prolactin erhöht sich von einer auf 40 Stunden
Vitellogenin1)-mRNA aus Leberzellen Östrogen erhöht sich um das 30-fache
Histon-mRNAStopp der DNA-Synthesesinkt
Tubulin Akkumulation der freien Tubulin-Untereinheitsinkt um das 10-fache
1)Vitellogenin ist ein Eidotter-Precursorprotein, welches während des Ocytenwachstums gebildet wird. Natürliche und künstliche Östrogene induzieren die Biosynthese des Proteins. Nach Transport im Blut gelangt es in die Ovarien, wo es in die Dotterproteine Lipovitellin-1 und -2 sowie Phosphovitin gespalten wird.
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