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Lexikon der Biologie: Genamplifikation

Genamplifikation w [von Gen, latein. amplificatio = Vermehrung], 1) Vervielfachung einzelner Gene durch selektive DNA- Replikation im Verlauf der Differenzierung bestimmter Zellen (z.B. Amphibienoocyten oder Follikelzellen von Drosophila melanogaster). Die vervielfachten DNA-Abschnitte liegen entweder als extrachromosomale DNA-Ringe vor oder bleiben im Chromosom integriert ( vgl. Abb. ). In den Oocyten des Krallenfrosches (Krallenfrösche) Xenopus laevis entstehen z.B. aus den ca. 1000 Genen für 28S- und 18S-rRNA durch Genamplifikation bis zu 2 Millionen extrachromosomale Kopien der beiden Gene, was durch die Bildung einer großen Anzahl Nucleoli (Nucleolus), in denen die amplifizierten rRNA-Gene lokalisiert sind und transkribiert werden, lichtmikroskopisch erkennbar ist. Die Genexpression von rRNA-Genen ist nach der Transkription und eventuellen Prozessierung des Primärtranskripts bereits abgeschlossen. Somit fehlt die Translation, die bei der Expression von Proteingenen als weiterer Mechanismus zur Vervielfachung der genetischen Information wirksam ist (von einem Gen werden viele mRNA-Moleküle transkribiert, und an jedem einzelnen mRNA-Molekül werden jeweils wieder viele Polypeptidketten translatiert). Werden in bestimmten Differenzierungsstadien, z.B. in Oocyten von Amphibien, viele Ribosomen und damit große Mengen von rRNA benötigt, so können rRNA-Gene dies durch Genamplifikation ausgleichen. Sie ist daher generell als Mechanismus der Genaktivierung über die selektive Erhöhung der Gendosis aufzufassen. 2) Vermehrung einzelner Gene in vitro mittels Polymerase-Kettenreaktion oder im Rahmen der Klonierung. differentielle Genexpression, Onkogene, repetitive DNA, Replikation.



Genamplifikation

Mechanismen der Genamplifikation: a Ein DNA-Segment, auf dem das zu amplifizierende Gen lokalisiert ist, wird aus dem Chromosom ausgeschnitten und zu einem ringförmigen Molekül geschlossen, das dann nach dem sogenannten „rolling circle“-Modell (Replikation) vervielfacht wird. Als Ergebnis liegt eine Vielzahl von Kopien des ursprünglichen ringförmigen DNA-Moleküls vor (z.B. bei rRNA-Genen in Oocyten von Xenopus laevis).
b Das Gen bleibt während und nach der wiederholten Replikation im Chromosom integriert. Die molekularen Mechanismen an den Endpunkten der "Replikationsblasen“ sind noch nicht geklärt (z.B. Chorion-Gene in Follikelzellen von Drosophila melanogaster).

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