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Transkriptionsregulatoren sind Proteine, die kurze DNA-Sequenzen, die als cis-regulatorische Sequenzen bekannt sind, erkennen und an diese binden. Da diese Sequenzen in der Regel weniger als zehn Nukleotide lang sind, ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieselbe Sequenz zufällig im Genom auftritt, sehr hoch.
Viele Regulatoren bilden ein Dimerpaar, um die Bindung an zufällige Sequenzen zu begrenzen. Ein Dimer kann Sequenzen binden, die länger als zehn Nukleotide sind, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass die Sequenz zufällig im Genom vorhanden ist, und die Bindungsspezifität erhöht wird.
Bei diesen regulatorischen Dimeren kann es sich entweder um ein Homodimer handeln, das aus denselben Monomertypen besteht, oder um ein Heterodimer mit unterschiedlichen Arten von Monomeren. Da die Paare aus verschiedenen Monomeren bestehen können, ermöglichen die verschiedenen Kombinationen die Bindung an verschiedene Sequenzen, ohne dass neue Arten von Proteinen erforderlich sind.
Wenn sie nicht an DNA gebunden sind, existieren kooperative Regulatoren als Monomere, die manchmal durch schwache, nicht-kovalente Wechselwirkungen Dimere bilden; diese Strukturen bilden jedoch eng assoziierte Dimere, wenn sie aufgrund kooperativer Bindung an DNA gebunden sind.
Kooperative Bindung ist ein Phänomen, bei dem die Bindung eines Monomers an die cis-regulatorische Sequenz die Wahrscheinlichkeit einer zweiten Regulatorbindung aufgrund struktureller Veränderungen erhöht. Dadurch kann ein zweiter Regulator fest an die andere Seite der Bindungsstelle binden und mit dem ersten ein Dimer bilden.
Das bedeutet, dass in den meisten Fällen entweder alle Instanzen spezifischer cis-regulatorischer Sequenzen eine regulatorische Bindung haben oder keine von ihnen.
Bei vielen Genen ist die DNA fest um Histonproteine gewickelt, wodurch verhindert wird, dass transkriptionelle Regulatoren auf die cis-regulatorischen Sequenzen zugreifen können. Das lose gebundene Ende der DNA lässt jedoch einen gewissen Spielraum für die Bindung. Die Bindung eines einzelnen Regulators an dieser Stelle kann dazu beitragen, die Struktur abzuwickeln, wodurch die anderen Regulatoren binden können.
Transkriptionsregulatoren binden an spezifische cis-regulatorische Sequenzen in der DNA, um die Genexpression zu regulieren. Diese cis-regulatorischen…
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