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2026-04-27T16:07:48Z

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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild = 1axc_tricolor.png
| Bild_legende = Bändermodell des PCNA-Trimer nach {{PDB|1AXC}}
| PDB = s. UniProt
| Groesse = 261 Aminosäuren
| Kofaktor =
| Precursor =
| Struktur = Homotrimer
| Isoformen =
| HGNCid = 8729
| Symbol = PCNA
| AltSymbols =
| OMIM = 176740
| UniProt = P12004
| MGIid =
| EC-Nummer =
| Kategorie =
| Peptidase_fam =
| Inhibitor_fam =
| Reaktionsart =
| Substrat =
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| Homolog_fam =
| Taxon = [[Eukaryoten]]<ref>[http://omabrowser.org/cgi-bin/gateway.pl?f=DisplayGroup&p1=P12004 Orthologe bei OMA]</ref>
| Taxon_Ausnahme =
| Orthologe =
}}{{Infobox GO-Terminus
| Typ = C
| GO = 0043626
| Eltern = DNA-Replikationsfaktor-C-Komplex
}}

'''Proliferating-Cell-Nuclear-Antigen''' (PCNA) ist ein [[Protein]], das während der [[Eukaryoten|eukaryotischen]] [[DNA-Replikation]] die [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] als Ring umgibt (so genanntes '''Ringklemmenprotein'''). Nur durch PCNA ist es möglich, dass während der S-Phase des [[Zellzyklus]] die gesamte DNA mit hoher Geschwindigkeit und ohne größere Unterbrechungen vervielfältigt werden kann.

== Genetik ==
Das PCNA-Gen liegt beim Menschen auf [[Chromosom 20]]. Es sind bislang zwei [[Transkription (Biologie)|Transkriptionsvarianten]] bekannt, die das gleiche Protein kodieren.<ref name="genecard">GeneCards: [http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=pcna PCNA]</ref> Der [[Promotor (Genetik)|Promotorbereich]] enthält Bindungsstellen für den Transkriptionsfaktor [[E2F]]. [[Pseudogen]]e dieses Gens wurden auf Chromosom 4 und dem X-Chromosom entdeckt.<ref>Egelkrout EM, Mariconti L, Settlage SB, Cella R, Robertson D, Hanley-Bowdoin L (2002). "Two E2F elements regulate the proliferating cell nuclear antigen promoter differently during leaf development". Plant Cell 14 (12): 3225–36. {{doi|10.1105/tpc.006403}}. PMID 12468739.</ref>

== Struktur ==
PCNA besteht aus 261 [[Aminosäuren]] und besitzt ein molekulares Gewicht von ca. 28,7 [[Dalton (Einheit)|kDa]]. Das Protein besteht aus drei identischen Untereinheiten (Homotrimer), die einen Ring bilden und durch insgesamt 12 symmetrisch gelegene [[alpha-Helix|α-Helices]] an doppelsträngige DNA (ds-DNA) binden können.<ref name=genecard/><ref>H. Lodish et al.: ''Molecular Cell Biology'', sixth Edition, W.H. Freeman and Company, New York 2008</ref>

== Funktion ==
Im Rahmen der eukaryotischen DNA-Replikation werden zunächst mit Hilfe der Primase (RNA-Polymerase) kurze RNA-[[Primer]] auf den entwundenen Matrizenstrang synthetisiert (De-novo-Synthese). Das dabei gebildete Primer-Matrize-Hybrid wird direkt an die assoziierte DNA-Polymerase α weitergereicht, welche den RNA-Primer am 3’-Ende verlängert und die DNA-Synthese startet. Die Primer bestehen somit am 5’-Ende aus 8–10 Ribonucleotiden ([[RNA]]) und am 3’-Ende aus ca. 20 Deoxynucleotiden ([[DNA]]). Das 3’-Ende des Primers bildet somit einen Abschnitt mit ds-DNA. Dieser Übergang von der ds-DNA am Primer-Ende zur einzelsträngigen DNA (ss-DNA) des Matrizenstrangs wird vom Replication Factor C ([[RF-C]]) erkannt, welcher die PCNA-Ringklemme aufsetzt.
Die replikativen DNA-Polymerasen δ (am Folgestrang) und ε (am Leitstrang) binden an PCNA und verlängern den Primer – entweder bis sie auf das nächste [[Okazaki-Fragment]] treffen (Folgestrang) oder bis zur nächsten Replikationsblase (Leitstrang).<ref name="Rassow">Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann: "Duale Reihe: Biochemie" S. 428, 3. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage, Thieme Verlag 2012, ISBN 978-3-13-125353-8</ref> Während der gesamten Elongationsphase bleibt PCNA an die DNA-Polymerase gebunden und verhindert deren Dissoziation vom DNA-Strang. Erst wenn das letzte Desoxynucleotid eingefügt ist, fällt die Polymerase ab und kann anderweitig wieder an PCNA binden.<ref name="Knippers">Rolf Knippers: ''Molekulare Genetik'', 9. komplett überarbeitete Auflage, Thieme Verlag 2006, ISBN 3-13-477009-1</ref>

Im Falle von DNA-Schäden bewirkt der Tumorsuppressor [[p53]] die verstärkte Bildung des [[CDK-Inhibitor 1|CDK-Inhibitors p21]]. p21 kann unter anderem an die PCNA-Ringklemme binden, was zum sofortigen Stopp der Replikation führt. Dies gibt geschädigten Zellen Zeit für die DNA-Reparatur, wodurch verhindert wird, dass verändertes Erbgut an Tochterzellen weitergegeben wird.<ref name=Knippers/>

PCNA bindet auch an die DNA-Polymerase δ, wenn diese für die [[DNA-Reparatur]] rekrutiert wird. Dies geschieht vor allem, um die Einzelstranglücken, die im Rahmen der Nukleotidexzisionsreparatur (NER) entstehen, zu füllen.<ref name=Knippers/> In diesem Fall ist PCNA an Lysin 164 [[SUMO-Proteine|monosumoyliert]], wohingegen es während der Replikation einen [[Ubiquitin]]-Baustein an der gleichen Stelle trägt.<ref>{{cite journal |author=Hoege C, Pfander B, Moldovan GL, Pyrowolakis G, Jentsch S |date=2002-09 |title=RAD6-dependent DNA repair is linked to modification of PCNA by ubiquitin and SUMO |journal=Nature |volume=419 |issue=6903 |pages=135–41 |doi=10.1038/nature00991 |pmid=12226657 |language=en}}</ref>

Der Ladungsfaktor RF-C gehört zu den [[ATPasen]] der Klasse [[AAA+]].<ref name=Knippers/>

== Evolution ==
PCNA ist funktionell analog zur [[beta-clamp]] bei Bakterien. Die beta-clamp bindet ebenfalls mit 12 symmetrisch gelegenen α-Helices an die DNA, ist jedoch – anders als PCNA – ein [[Dimer|Homodimer]]. Dieses Homodimer besteht aus zwei Molekülen der β-Untereinheit von [[DNA-Polymerase III]]. Die beta-clamp wird vom sogenannten γ-Komplex auf die DNA geladen. Der γ-Komplex mit seinen fünf Untereinheiten kann als Analogon zu RF-C bei den Eukaryoten angesehen werden.<ref name=Knippers/>

== Weblinks ==
* reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-69063 Loading of PCNA - Sliding Clamp Formation]''
* reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-110364 Interaction between FEN1 and PCNA]''
* Blackburn/Seidel/reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-174448 Formation of Processive Complex on the C-strand of the telomere]''
* Blackburn/Seidel/reactome: ''[https://reactome.org/content/detail/R-HSA-176702 Disassociation of Processive Complex and Completed Telomere End]''

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Proteinkomplex]]
[[Kategorie:Zellzyklus]]

Proliferating-Cell-Nuclear-Antigen - Versionsgeschichte

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