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Chromosom 14: Max und Myc
Die Übersetzung von DNA in Proteine (oder Eiweisse) erfolgt in eukaryotischen Zellen über den Umweg einer RNA-Kopie. Diese gelangt aus dem Zellkern heraus und dient der Zelle dann als Vorlage für die Proteinherstellung (Gene sind Protein-Baupläne). Auf Chromosom 14 liegt das Gen für ein Protein namens Max. Es ist eines der Proteine, die nach ihrer Fertigstellung zurück an den Ort ihrer Vorlage wandern, also in den Zellkern, und dort Aufgaben beim Kopieren weiterer Gene übernehmen.
Zu zweit auf Mission im Zellkern
Max sucht sich immer einen Partner. Es kann sich mit einem zweiten Max zusammenschliessen, das gibt ein Max-Max-Paar. Max kann sich aber auch mit dem Protein Myc zu einem Max-Myc-Paar verbinden. Die beiden Partner wandern in den Zellkern, wo sie eine wichtige Aufgabe haben.
Myc und Max sind Transkriptionsfaktoren
Als Paar können sich die Proteine an die DNA im Zellkern anheften, und zwar spezifisch dort, wo die DNA-Bausteine die Abfolge CACGTG bilden. Dieses „Wort“ kommt am Anfang verschiedener Gene vor.
Durch das Anheften der Proteine an die DNA wird die Transkription des Gens verstärkt oder abgeschwächt. Die andockenden Proteine werden daher Transkriptionsfaktoren genannt. Damit sich diese Proteine auf der DNA festsetzen können, haben sie eine bestimmte Struktur: Zwei spiralförmige Proteinabschnitte sind über eine Kurve miteinander verbunden. Dazu kommt ein Abschnitt, bei dem einzelne Aminosäuren wie kleine Zähne herausragen. Diese Zähnchen greifen bei Max und Myc wie ein Reissverschluss (Zipper) ineinander. Ihre spiralförmigen Abschnitte fügen sich in die DNA-Doppelhelix ein. Dies hält das Protein-Paar an der DNA fest. Der ganze DNA-bindende Proteinabschnitt von Max oder Myc heisst auf Englisch passenderweise Helix-Loop-Helix-Zipper.
Max-Max blockiert den Kopierer
Was bewirkt nun dieses Protein-Paar auf der DNA? Es steht der RNA-Polymerase im Weg, die das betreffende Gen ablesen und eine RNA-Kopie davon herstellen würde. Trifft die RNA-Polymerase auf ein Max-Max-Paar, hat sie ein Problem: Das Paar lässt sie nicht weiterarbeiten, das Gen kann nicht kopiert werden und so wird auch das Protein dazu nicht hergestellt. Das Gen ist ruhiggestellt.
Max-Myc verleiht dem Kopierer extra Schwung
Trifft die RNA-Polymerase hingegen auf ein Max-Myc-Paar, geschieht das Gegenteil. Dieser Proteinkomplex verleiht der Polymerase sozusagen zusätzlichen Schwung, so dass das Gen schneller und häufiger kopiert wird.
Mit welchem Partner sich Max zusammenschliesst, hängt davon ab, wie viele Max- und Myc-Proteine insgesamt vorhanden sind. Eine wachsende Zelle produziert viele Myc-Proteine. Dadurch steigen die Chancen, dass sich Max-Myc-Paare bilden, und es werden zahlreiche Gene aktiviert. So besorgt sich die Zelle den nötigen Nachschub an Proteinen, die sie zum Wachsen braucht. Auch Krebszellen sind bekannt dafür, dass sie kontinuierlich Myc-Proteine herstellen, welche dann wiederum die Aktivierung anderer Gene und das bösartige Wachstum dieses Zelltyps fördern.