CisElementen

Ciselementen, ook wel cis-regulerende elementen genoemd, zijn korte sequenties van DNA of RNA die de expressie van nabijgelegen genen reguleren. Omdat ze zich op hetzelfde molecuul bevinden als het doelgen, werken ze in cis en vereisen ze doorgaans geen diffusible trans-factoren om te functioneren.

In DNA komen cis-elementen vooral voor in promotor- en enhancerregio's, maar ook als korte motifs in introns, exons en UTRs. In eukaryoten helpen promotor-elementen zoals de TATA-box, CAAT-box en GC-box bij de initiatie van transcriptie door binding van RNA-polymerase en transcriptiefactoren. Enhancers en silencers kunnen ver van het doelgen liggen en reguleren de expressie via chromatin looping. In prokaryoten bestaan cis-elementen zoals de -35- en -10-promotorelementen en operatorplaatsen die de binding van RNA-polymerase en repressoren sturen. Daarnaast spelen signalen zoals polyadenylatieherkenningsplaatsen en insulators een rol bij post-transcriptionele afhandeling en chromosomale organisatie.

Mechanismen omvatten het aantrekken of remmen van RNA-polymerase en transcriptiefactoren, het inzetten van chromatineremodellerende complexen en het vormen van DNA-rna-lusjes die communicatie tussen cis-elementen en promotoren mogelijk maken. In RNA-regulatie functioneren cis-elementen als liganden voor RNA-bindende eiwitten of ribosomale componenten, wat invloed heeft op splicing, mRNA-stabiliteit en translatie. Voorbeelden zijn AU-rich elements (AREs) in de 3' UTR die mRNA-stabiliteit beïnvloeden en IRES-sequenties die de translatie starten bij afwezigheid van een cap-structuur. In bacteriën bepalen Shine-Dalgarno-sequenties de initiële ribosoombinding.

Het onderzoek naar cis-elementen is fundamenteel voor begrip van genregulatie, regulatieve netwerken en synthetische biologie, waar ze worden ingezet om genexpressie gericht te sturen.

---