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Modifizierte Nucleoside

Einführung - die Modifikation von Nucleinsäuren

Genauso wie Proteine werden auch Nucleinsäuren intensiv modifiziert. Dabei gilt die Regel, dass die DNA nur an wenigen Stellen, die RNA aber an sehr vielen Stellen modifiziert wird. Die Modifikationen dienen entweder der Regulation zellulärer Abläufe oder dem Schutz vor einem enzymatischen Abbau. Dabei kennt man erhebliche Unterschiede bei der Modifkation zwischen Viren, Prokaryonten und Eukaryonten. Die Gesamtheit der Information, die in Form von Modifikationen festgelegt ist, wird auch als epigenetischer Code bezeichnet. Zu den wichtigsten Modifikationen gehören DNA-Methylierungen oder Strukturveränderungen der DNA, die oft an den Histonen stattfinden (z.B. durch eine Acetylierung der Histone).

In der einfachsten Organisationsform stellt man sich die DNA ohne Proteine, als unkomprimierten Strang vor. In diesem Stadium beinhaltet ein Millimeter 3 Millionen Basenpaare. Während dieser Zustand bei Prokaryonten normal ist, wird bei Eukaryonten die DNA verpackt. Sie ist dabei hoch organisiert und kann nur modifiziert werden, wenn sie nicht verpackt ist. Man nimmt an, dass die Entpackung stufenweise erfolgt, so dass im Wesentlichen die Bereiche zwischen den Histonen für die Modifikationen zur Verfügung stehen.

Abb.1
Die Verpackung der DNA

Die Modifikation der RNA dient in aller erster Linie der Erhöhung der Stabilität der RNA in der Zelle. Da es die Aufgabe der mRNA ist, nur für einen bestimmten Zeitraum in der Zelle vorhanden zu sein, müssen die anderen RNA Spezies, tRNA, ribosomale RNA, vor dem Angriff der RNAsen geschützt werden. Das geschieht durch teilweise sehr intensive Modifizierung, stets aber am Makromolekül DNA bzw. RNA. Hier herrschen besondere Verhältnisse, die gleichzeitg verhindern, dass die modifizierende Enzyme die monomeren Bausteine verändern.

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