Erkennungselement

Erkennungselement bezeichnet in der Molekularbiologie eine kurze Sequenz oder eine Struktur innerhalb eines Moleküls, die von einem Bindungspartner spezifisch erkannt wird. Typische Träger sind DNA, RNA oder Proteinmotive. Erkennungselemente spielen eine zentrale Rolle in der Genregulation, der DNA-Replikation, der DNA-Reparatur und in enzymatischen Prozessen, bei denen eine spezifische Interaktion erforderlich ist.

Bei DNA-Erkennungselementen handelt es sich oft um Bindungsmotive in Promotoren oder Enhancer-Regionen sowie um Sequenzen, die von Restriktionsenzymen erkannt werden. Viele DNA-Erkennungselemente sind palindromisch oder weisen wiederholte Muster auf, die von Proteinen gelesen werden. Die Erkennung beruht auf spezifischen Kontakten zwischen Basen und Aminosäuren oder auf strukturellen Merkmalen der DNA; dadurch entsteht eine hohe Spezifität. Beispiele umfassen Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen und Restriktionsenzyme, die bestimmte Sequenzen erkennen.

RNA-Erkennungselemente beziehen sich auf kurze RNA-Sequenzen oder Strukturen, die von RNA-bindenden Proteinen oder miRNA-Komplexen erkannt werden. Strukturelle Motive wie Stem-Loop-Domänen können ebenfalls als Erkennungselemente fungieren. In Proteinen bezeichnet der Begriff auch Erkennungsstrukturen, die von Enzymen oder Rezeptoren erkannt werden, etwa in Signalwegen oder Immunerkennung.

Identifikation und Analyse von Erkennungselementen erfolgen durch experimentelle Methoden wie ChIP-Seq, SELEX oder Bindungsassays sowie durch computerbasierte Motif-Findung. Erkenntnisse über Erkennungselemente ermöglichen die Gestaltung von Genregulationssystemen, Biotechnologie-Anwendungen und Grundlagenforschung zu Bindungsspezifität.