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Einführung in die Genexpression

Das Spleißen der mRNA

Anders als bei prokaryontischen mRNAs sind die für ein Gen codierenden Bereiche der eukaryontischen DNA (Exons) nicht durchgängig, sondern immer wieder durch Introns unterbrochen. Diese nicht-codierenden Bereiche werden zunächst auch transkribiert, d.h. in mRNA übersetzt, müssen aber später aus der Vorläufer- oder Prä-mRNA durch RNA-Spleißen wieder entfernt werden, bevor diese mRNA dann als reife mRNA zur Translation vom Kern ins Cytoplasma der Zelle transportiert wird.

Die Anzahl an Introns kann dabei beträchtlich variieren; während manche Gene über 50 Introns aufweisen, haben andere Gene gar keine Introns. Da aber ca. 95 % des menschlichen Genoms auf Introns oder andere nicht-codierende DNA-Sequenzen entfallen, stellt sich hier schon die Frage, warum sich alle eukaryontischen Zellen diesen enormen Aufwand leisten und die Introns in mRNA umschreiben. Möglicherweise stammen Introns noch aus der Frühzeit der Evolution, als einzelne DNA-Versatzstücke immer wieder anders zusammengefügt wurden und damit eine hohe Variabilität erlaubten. Und vielleicht ist die Intron-RNA auch gar nicht nutzlos, sondern übernimmt wie viele andere RNA-Moleküle bestimmte regulatorische Funktionen in der Zelle. Dann wäre die Intron-RNA möglicherweise auch kein Überbleibsel aus früher Zeit, sondern eher eine komplizierte Neuanpassung an die extrem vielfältigen und ineinander verschachtelten Vorgänge in eukaryontischen Zellen.

Abb.1

Das Spleißen der mRNA findet an so genannten "splice sites" statt, die konservierte Nucleotid-Sequenzen tragen. Introns beginnen fast immer mit der Nucleotid-Sequenz GU und enden fast immer mit AG (in 5'-3'-Richtung).

Für das RNA-Spleißen wird ein Enzymkomplex (das Spleißosom) gebildet, der an die Spleiß-Stellen bindet und Donor- und Akzeptor-Stelle der mRNA zusammenbringt. Daraus resultiert eine Art Lasso-Struktur (engl. lariat), die dann enzymatisch herausgeschnitten wird. Die beiden Exons werden dann miteinander verbunden.

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