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Lexikon der Biologie: footprint

footprint m, Methode zur Lokalisierung von Proteinbindestellen an der DNA (Protein-DNA-Interaktion). Dazu werden einseitig endmarkierte DNA-Fragmente (Endmarkierung von DNA-Fragmenten) einerseits allein und andererseits nach Bindung der interessierenden Proteine einer statistischen Strangbruchreaktion des DNA-Zucker-Phosphat-Rückgrats unterworfen. Dazu werden entweder chemische Reagenzien, meist aber Nuclease DNase I (Desoxyribonuclease), verwendet. Die Produkte dieser beiden Spaltungsreaktionsansätze, also die nun unterschiedlich langen DNA-Fragmente, werden nach Entfernung der Proteine in einem denaturierenden Polyacrylamidgel nach ihrer Größe aufgetrennt ( vgl. Abb. ). Da die DNA-Fragmente nur an einem Ende radioaktiv markiert sind, läßt sich die Position der jeweiligen Strangbrüche über die Größe der Fragmente mittels Autoradiographie identifizieren. Wenn aber eine Proteinspezies an einer bestimmten Stelle an die DNA-Fragmente gebunden ist, wird dadurch die DNA an dieser Stelle vor dem Strangbruch geschützt. Dies erkennt man auf der Autoradiographie des Polyacrylamidgels daran, daß bestimmte Fragmentgrößen in dem Ansatz mit Protein im Vergleich zu dem Ansatz ohne Protein fehlen. Durch Vergleichen mit einer Sequenzierungs-Reaktion läßt sich daraus die exakte Proteinbindestelle auf der DNA identifizieren. Es gibt aber auch die Möglichkeit, durch statistisches Modifizieren von Basen (z.B. Methylierung, DNA-Methylierung) des DNA-Fragments festzustellen, welche Basenpaare für die Bindung des Proteins nötig sind bzw. welche durch das Protein vor der Modifizierung geschützt sind (z.B. methylation interference assay bzw. methylation protection).



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