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Lexikon der Biologie: Methyl-CpG-Bindeproteine

Methyl-CpG-Bindeproteine, Abk. MeCP, Proteine des Zellkerns, die spezifisch an methylierte CpG-Bereiche der DNA (CpG-Inseln, Desoxyribonucleinsäuren) binden. Es ist schon lange bekannt, daß durch DNA-Methylierung die Transkription reprimiert werden kann. Einerseits kann die Methylierung bestimmter Stellen im flankierenden Bereich von Genen mit der Bindung essentieller Transkriptionsfaktoren interferieren, andererseits ist es möglich, daß der Effekt durch Proteine vermittelt wird, die spezifisch an methylierte DNA binden. Beispiele für derartige Proteine sind MeCP1 und MeCP2, die unabhängig vom Sequenzkontext an Methyl-CpG binden können und relativ häufig im Zellkern vorkommen. MeCP1 bindet in vitro an DNA, die mindestens 12 symmetrisch methylierte CpGs enthält, während MeCP2 an einzelne methylierte CpGs binden kann. Für MeCP2 wurde gefunden, daß es Histon-Deacetylasen rekrutieren kann, was zu transkriptioneller Repression führt (DNA-Methylierung, Histon-Acetylierung). Eine entscheidende Determinante der Transkriptionsrepression ist die Dichte der Methyl-CpGs im Promotorbereich und deren Abstand zum Promotor ( vgl. Abb. ). Der Grad der Transkriptionsrepression hängt offenbar wesentlich vom Gleichgewicht zwischen der Dichte der Methyl-CpGs und der Promotorstärke ab, wobei sich mit steigender Dichte an Methyl-CpGs z.B. die Affinität für MeCP1 erhöht, was dann zu transkriptioneller Repression führen kann.



Methyl-CpG-Bindeproteine

Möglicher Effekt der DNA-Methylierung auf die Transkription im Zusammenspiel zwischen Methyl-CpG-Dichte und Promotorstärke. Die Kreise repräsentieren CpGs, die methyliert (ausgefüllt) oder nicht-methyliert (offen) sind. Dünne und dicke Pfeile bedeuten Transkription von einem schwachen bzw. starken Promotor. Die Bindung eines MeCPs (z.B. MeCP1) mit geringer Affinität ist durch ein Oval symbolisiert, während eine Bindung mit hoher Affinität durch ein Rechteck wiedergegeben ist.

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