Servus,
zum Einstieg einmal eine kurze Definition was ich unter einem „responsive Element“ (HRE) verstehe:
„Eine kurze Nukleotidsequenz im Bereich eines Promotors auf der DNA, die als Bindungsstelle für nukleäre Hormonrezeptoren dient.“
Der molekularbiologische Vorgang ist (vereinfacht) wie folgt: Das Hormon dringt in die Zelle ein und bindet an entsprechende Hormonrezeptoren im Inneren der Zelle, die dann im Zellkern an die HREs in der DNA binden und dort als Transkriptionsfaktoren die Transkription (= Übersetzung des DNA-Codes in mRNA, damit der Code später in Proteine umgesetzt werden kann) des nachfolgenden Gens beeinflussen.
Siehe auch diesen Link (leider nur Englisch).
HREs sind in der Regel im Bereich von 1 kb (= 1000 Basen) vor dem transkribierten Teils des Gens zu finden. Dies ist nicht besonders viel, insbesondere wenn man die Sequenz kennt. Somit stimmt Deine Aussage nicht ganz, dass sie „weit entfernt von dem bezüglichen Gen“ liegen.
Allerdings trifft deine Frage durchaus auf andere Steuerelemente der DNA zu (google z.B. mal nach siRNA bzw. RNA-Interferenz) und spricht durchaus ein Problem an, welches nicht immer einfach zu lösen ist.
Daher wurde z.B die RNA-Interferenz vergleichsweise spät identifiziert.
Doch nehmen wir an, wir hätten ein neues Hormon, oder wollten für ein bekanntes Hormon neue HREs auffinden. Wie würde man den Einfluss von Hormonen auf die Transkription nun testen (insbesondere wenn man die HREs noch nicht kennt)?
Ein erster Ansatz wären z.B. Gen-Chips (d.h. Microarrays).
In einem Versuch könnte man z.B. Zellen aus Zellkultur untersuchen. Dazu würde man Zelllysat von „unbehandelten“ Zellen mit Zellen vergleichen, die einem bestimmten Hormon ausgesetzt sind. Alle Abweichungen in der Transkription könnten dann am Einfluss des Hormons liegen.
Diese Gene könnte man sich nun genauer ansehen und schauen, ob z.B. bekannte HREs im Upstream-Bereich vorliegen.
Kennt man die HREs nicht, so könnte ein anderer Ansatz die ChIP sein.
Mit dieser Methode, kann man die Bindung von Transkriptionsfaktoren an die DNA zu bestimmten Zeitpunkten festhalten. Somit könnte man (sofern man entprechende Antikörper hat) z.B. nachweisen in welchem Bereich der DNA der Hormonrezeptor gebunden hat und dann diesen DNA-Bereich durch Sequenzierung entschlüsseln.
Eine andere Methode, die die Protein-DNA-Interaktion untersucht wäre das DNA-Footprinting. auch hiermit lassen sich DNA-Abschnitte identifizieren, an die Proteine gebunden sind.
Hat man eine Sequenz identifiziert, so könnte man zur Kontrolle die identifizierten DNA-Bereiche z.B. mutieren oder deletieren und z.B. wiederum in einem Microarray prüfen ob bestimmte Gene nun nicht mehr (oder weniger stark) aktiviert werden.
Sind die Ergebnisse in Zellkultur viel versprechend, können z.B. auch Knock-Out-Mäuse etc. weitere Aufschlüsse über die „in vivo“-Situation liefern.
Das ist, wie gesagt nur ein möglicher Weg, es gibt zahlreiche weitere Methoden, die allein oder in Kombination Bereiche von DNA-Protein-Interaktion identifizieren können (z.B. Yeast-1-Hybrid-System; Electrophoretic Mobility Shift Assay; bestimmte Pulldown-Assays; etc.)
Gruß,
Sax
