Transkriptionsrepression

Transkriptionsrepression bezeichnet die Herabsetzung der Transkriptionsrate eines Gens. Sie kann auf Ebene der Initiation oder der Elongation wirken und wird durch spezialisierte Transkriptionsfaktoren sowie durch chromatinmodifizierende Proteinkomplexe vermittelt. Repression trägt zur feinen Abstimmung der Genexpression in Development, Differenzierung und zellulären Antworten bei.

Mechanismen der Transkriptionsrepression umfassen das Blockieren des Zugangs der RNA-Polymerase II an den Promotor, direkte Interaktionen mit Aktivatorproteinen oder die Rekrutierung von Ko-Repressoren. Zu Ko-Repressor-Komplexen gehören NCoR/SMRT, Sin3 und CoREST, die Histon-Deacetylasen (HDACs) an den Locus bringen und die Chromatinstruktur verdichten. Zusätzlich können Histon-Methyltransferasen repressive Markierungen setzen (z. B. H3K9me), DNA-Methyltransferasen die Methylierung von CpG-Stellen fördern und dadurch Methyl-CpG-binding Proteins (MBPs) rekrutieren sowie weitere Repressionen unterstützen.

Repression kann promotor- oder enhancer-spezifisch wirken; langfristige Silencing erfolgt oft epigenetisch stabil, teilweise über HP1-Rekrutierung und Bildung von Heterochromatin. In Forschung und Biotechnologie kommt CRISPRi zum Einsatz, wobei ein repressorischer Domänen-Teil, etwa KRAB, an dCas9 gekoppelt wird, um Zielgene gezielt zu unterdrücken.

Bedeutung und Dynamik: Transkriptionsrepression ist ein zentrales Element der Regulierung der Genexpression und spielt eine wichtige Rolle in Entwicklung, Differenzierung, Stressreaktionen sowie bei Erkrankungen. Fehler oder Fehlregulationen von Repressionsmechanismen können zu Krankheiten wie Krebs beitragen.