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Einführung in die Genexpression

Introns und Exons in der eukaryontischen DNA

Bei Prokaryonten sind alle Gene durchgehend. Das bedeutet, ein Gen beginnt mit einem ATG-Start-Codon, und dann folgt durchgehend die für dieses Protein codierende DNA bis zu den Stoppsequenzen. Bei Eukaryonten ist das anders. Hier sind die DNA-Bereiche, die für ein Protein codieren (auch Exons genannt) immer wieder durch lange Bereiche unterbrochen, die nicht zum Protein gehören (nicht-codierende DNA oder Introns).

Abb.1
Vom Gen zum Protein in Eukaryonten

Nur die Exons werden später in Aminosäuren übersetzt, während die Introns aus der unreifen mRNA entfernt werden.

Diese nicht-codierenden DNA-Bereiche werden zunächst auch in mRNA umgeschrieben, müssen aber später aus der mRNA durch Spleißen wieder entfernt werden. Erst dann ist die mRNA fertig und kann als reife mRNA vom Kern ins Cytoplasma der Zelle transportiert werden.

Das RNA-Spleißen ist ein sehr komplizierter Prozess, der von einem Komplex (dem Spleißosom) aus etlichen Proteinen und kleinen Kern-RNAs, den so genannten small nuclear RNAs, katalysiert wird. Das einfache Schema der prokaryontischen Umschreibung von DNA in Protein wird bei Eukaryonten also um die RNA-Prozessierung und auch den Transport der reifen mRNA aus dem Zellkern erweitert.

Die Anzahl an Introns variiert beträchtlich. Während manche Gene über 50 Introns haben, fehlen diese bei anderen eukaryontischen Genen völlig. Von Wissenschaftlern werden die Introns heute nicht mehr als überflüssige, unsinnige DNA gedeutet. Man nimmt an, dass Introns die Möglichkeiten der Kombination von verschiedenen DNA-Abschnitten und damit auch von Protein-Bereichen erhöhen. Das wiederum erhöht die Variationsmöglichkeiten für einen Organismus. So könnte das Vorhandensein von Introns im Zusammenhang mit der Komplexität eines Organismus stehen.

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