Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Richard J. Roberts (geb. 1943), britischer Chemiker und Molekularbiologe Phillip A. Sharp (geb. 1944), amerikanischer Chemiker und Krebsforscher precursor-m-RNA Prä-m-RNA precursor (engl.) = Vorläufer, Bote reife m-RNA m-RNA, die nur noch codierende Sequenzen enthält Introns von engl. Intr agenic Regi ons ; nicht codierende Abschnitte Exons von engl. Ex pressed Regi ons ; codierende Abschnitte Spleißen auch: Splicing (engl. für miteinander ver­ binden); Vorgang während der Prozes­ sierung zur Entfernung von Introns und Zusammenführung von Exons, wird meist über einen speziellen Protein-RNA- Komplex, das so genannte Spleißosom, katalysiert methyliertes Guanin Guanin, dem eine Methylgruppe –CH 3 angehängt wurde Selbst aktiv! Recherchiere. Warum ist bei Prokaryonten im Gegensatz zu Eukaryonten keine Prozessierung notwendig? ▶ Die Prä-m-RNA ist die Vorstufe der m-RNA Nach der Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese (siehe Seite 25) enthält jeweils ein Gen die Information für die Synthese eines bestimmten Polypeptids. Dasmensch­ liche Genom besteht aus rund 22000–23000 verschiedenen Genen. Das Proteom eines Menschen umfasst jedoch über 100000 verschiedene Pro­ teine (es gibt sogar Schätzungen bis zu 1000000). Diese Tatsache stellte die Ein- Gen-ein-Polypeptid-Hypothese in Frage. Im Jahre 1977machten Richard J. Roberts und Phillip A. Sharp eine interessante Entdeckung, für die sie 1993 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhiel­ ten: Bei den Eukaryonten liefert ein Gen nicht, wie ursprünglich angenommen, einen fertigen Bauplan für nur ein Polypeptid bzw. Protein, sondern es enthält Informationen für den Bau mehrerer Polypeptide bzw. Proteine. Der Bauplan für ein bestimmtes Polypeptid bzw. Protein muss erst durch Entfernen nicht benö­ tigter Informationen und durch Zusammenfügen der benötigten Informationen erstellt werden. Die durch die Transkription (siehe Seite 26) entstehende m-RNA ist also eine so genannte precursor-m-RNA , aus der erst durch Herausschneiden von Sequenzen, die 50 bis 30 000 Nukleotide umfassen, die reife m-RNA wird. Die Modifizierung der prä-m-RNA wird als Prozessierung bezeichnet. Für die reife m-RNA müssen die Introns entfernt werden Die Prä-m-RNA enthält also nicht codierende Sequenzen ( Introns ) und codieren­ de Sequenzen ( Exons ) für das zu produzierende Protein. Bevor die m-RNA aus dem Zellkern ins Zellplasma zu den Ribosomen wandert, müssen die Introns herausgeschnitten und die Exons miteinander verbunden werden. Der Vorgang wird als Spleißen bezeichnet. Je nachdem welche RNA-Sequenzen als Introns oder als Exons definiert werden, können von ein und demselben Gen verschiedene reife m-RNAs und damit un­ terschiedliche Polypeptide bzw. Proteine entstehen. In diesem Sinn ist die „Ein- Gen-ein-Polypeptid-Hypothese“ zu korrigieren. Poly-A-Schwanz und„Kappe“ erhöhen die Stabilität der m-RNA Noch vor dem Spleißen wird an das 3‘-Ende der Prä-m-RNA eine Gruppe aus 150 bis 200 Adenin-Nucleotiden, der so genannte Poly-A-Schwanz, angehängt. Er verhindert den vorzeitigen Abbau der RNA und bestimmt somit ihre Lebens­ dauer. Das 5‘-Ende erhält eine „Kappe“ aus methyliertem Guanin . Diese schützt die RNA ebenfalls vor abbauenden Enzymen, außerdem ermöglicht sie die spätere Anlagerung der reifen m-RNA an die Ribosomen. 15  Nobelpreisgewinner Richard J. Roberts 16  Nobelpreisgewinner Phillip A. Sharp 17  Spleißen der Prä-m-RNA (Schema) Arbeitsheft Seite 16, 17, 19 M 28 Molekulargenetik Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv