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Werkzeuge der Gentechnik

DNA-abhängige RNA-Polymerasen

RNA-Polymerasen sind die Enzyme der Transkription. Sie binden an die Promotorbereiche auf der DNA und synthetisieren die Messenger-RNA (mRNA). An den so genannten Terminatorsequenzen verlassen die RNA-Polymerasen anschließend die DNA-Matrize.

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Abb.1
3D-Kalottenmodell
Abb.2
3D-Helix/Faltblatt-Struktur

PDB-Code: 1ARO

In der Gentechnologie werden hauptsächlich phagencodierte RNA-Polymerasen bei der in vitro-Transkription zur Herstellung von mRNA und Antisense-RNA eingesetzt. Kommerziell sind drei Typen von phagencodierten RNA-Polymerasen erhältlich, die nach den codierenden Phagen benannt sind und sich in den spezifischen Promotorsequenzen unterscheiden:

  • T7-RNA-Polymerase
  • T3-RNA-Polymerase
  • SP6-RNA-Polymerase

Soll die gewonnene mRNA als Gensonde bei Hybridisierungsreaktionen verwendet werden, müssen die verwendeten Nucleotide markiert sein. Daneben können die mRNAs bei der in vitro-Translation oder zu RNA-Struktur- und Funktionsanalysen eingesetzt werden. Bei der in vitro-Transkription ist dem zu transkribierenden Gen die spezifische Promotorsequenz der verwendeten RNA-Polymerase vorgelagert. Zur Synthese der entsprechenden Antisense-mRNA wird dem Gen die Promotorsequenz einer weiteren RNA-Polymerase angehängt. Auf diese Weise kann die Gensequenz in beiden Richtungen von den RNA-Polymerasen abgelesen werden.

Antisense-RNA wird in der Gentechnik dazu verwendet, die Expression bestimmter Gene gezielt auszuschalten. Das Verfahren basiert darauf, dass die Antisense-RNA eines Gens komplementär zu dessen mRNA-Sequenz ist. Durch die Ausbildung von Watson-Crick-Basenpaarungen wird die mRNA so für die Ribosomen unzugänglich und die Translation unterbleibt. Dieser Expressionsblockade wird zukunftsweisendes, therapeutisches Potenzial zugesprochen, z.B. für die AIDS-Therapie.

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