Chromatinstruktur und Regulation der Genexpression am Histidin/Adenin-Verzweigungspunkt in Hefe und Aspergillus
Das Enzym Imidazol-glyzerol-phosphat (IGP) Synthase (E.C.2.4.2.14 & E.C.4.3.2.4) katalysiert den fünften und sechsten Reaktionsschritt der Histidinbiosynthese. Das bei diesen Reaktionen entstehende Nebenprodukt AICAR ist gleichzeitig ein Intermediat der de novo Biosynthese von Purinen und fließt in diese mit ein. Diese metabolische Verknüpfung beider Biosynthesen spiegelt sich in der Hefe Saccharomyces cerevisiae auch auf der Ebene der Regulation des für die IGP-Synthase codierenden HIS7 -Gens durch Aminosäure- und Purinverfügbarkeit wider. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst das homologe Gen eines filamentösen Pilzes isoliert und seine Regulation durch Aminosäure-und Purinverfügbarkeit nachgewiesen. Eine starke Überexpression dieses hisHF-Gens aus Aspergillus nidulans führt zu einer Blockierung der sexuellen Fruchtkörperbildung in einem frühen Stadium der Entwicklung. Eine genaue Regulation der hisHF-Expression ist daher Voraussetzung für das Durchlaufen des komplexen Entwicklungsprogrammes der Cleistothecien-Bildung. Eukaryotische Gene liegen im Chromatinverbund vor, welches per se repressiv auf die Genexpression wirkt. Die Zelle benötigt chromatinmodifizierende Aktivitäten, die diese Repression überwinden können. Die transkriptionelle Aktivierung des HIS7-Gens durch Aminosäuremangel benötigt dafür die Anwesenheit des Swi/Snf-Komplexes und der Transkriptionsaktivatoren Gcn4p und Abf1p, die gemeinsam eine Veränderung der Nukleosomenverteilung an dem HIS7-Promotor bewirken. Im Vergleich dazu benötigt die HIS7-Aktivierung bei Purinmangel durch den Transkriptionsaktivator Bas1p/Bas2p eine chromatinmodifizierende Aktivität, die Nukleosomen GCN5-abhängig azetyliert. Darüberhinaus stellt ein Nukleosom, das sich direkt stromaufwärts des HIS7-Promotors befindet, eine Grenze zum vorhergehenden ARO4-Gen dar. Möglicherweise dient es dem Schutz vor transkriptioneller Interferenz zwischen beiden gleichgerichteten Genen, die nur durch eine kurze intergenische Region getrennt sind.
570 Biowissenschaften, Biologie, Biologie, Hefe, Aspergillus nidulans, Chromatin, Genexpression, Histidine, Adenine, Gcn4p, Bas1/2p, gene expression, 42.13 Molekularbiologie, 42.20 Genetik, WA Biologie
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