am Puls Biologie 8, Schulbuch

24 1.7 RNA-Prozessierung Eukaryotische RNA wird noch im Kern zerschnitten und neu zusammengefügt Bei der Transkription im Zellkern der Eukaryoten entsteht ein langes RNA-Molekül, das – im Unter- schied zur RNA der Prokaryoten – noch weiter be- arbeitet werden muss, bevor es zur Translation ge- eignet ist. Die transkribierte RNA ist also genau genommen noch nicht die mRNA, sondern deren Vorläufer – die prä-mRNA. Diese enthält Abschnit- te, die gar keine genetische Information enthal- ten. Diese Stücke werden als Introns 1 bezeichnet. Vergleichst du die Information mit unserer Spra- che, kannst du dir die Introns als Zwischengeräu- sche oder Stammeln vorstellen. Während wir ei- nen Satz auch mit Zwischengeräuschen verstehen können, muss die Zelle die nicht codierenden Ab- schnitte herausschneiden. Dieser Vorgang wird als Spleißen (splicing) bezeichnet: Die Introns werden entfernt, die Exons 2 zusammengefügt ( k Abb. 16). Aus manchen prä-mRNAs können auch verschie- dene Abschnitte herausgeschnitten werden, und dann bausteinartig in unterschiedlicher Weise zusammengebaut werden. Man nennt dies alter- natives Spleißen ( k Abb. 16 unten). So können aus einem transkribierten DNA-Abschnitt mehre- re mRNAs erzeugt werden, und entsprechend mehrere Proteine. Das Spleißen erfolgt durch einen großen Enzym- komplex, das Spleißosom . In diesem Komplex werden auch die Enden der mRNA markiert. Erst durch diese Vorgänge, die zusammen als RNA-Prozessierung bezeichnet werden, reift die prä-mRNA zur eigentlichen mRNA, die dann durch die Kernporen ins Zytoplasma gelangt. Wieso gibt es überhaupt Introns? Diese DNA-­ Abschnitte der Eukaryoten lassen sich auf DNA-­ Sequenzen zurückführen, die im Laufe der Evolu- tion funktionslos geworden sind. Dennoch sind sie vorhanden und wurden früher als „DNA-Müll“ bezeichnet. Heute gibt es verschiedene Hypothe- sen zur Funktion von Introns, etwa dass sie Vor- teile für evolutionäre Veränderungen bieten (siehe S. 30). Beim Spleißen wer- den nicht-codieren- de DNA-Stücke (In- trons) aus der mRNA herausgeschnitten nothing in biology makes sense except in the light of evolution nothing in biology makes sense except in the light biology makes evolution Exon Exon Intron Exon Intron Intron Exon Intron Exon Exon Intron Protein 1 Protein 2 Protein 3 prä-mRNA mRNA 1 mRNA 2 mRNA 3 DNA Ein Gen codiert über die gleiche prä-mRNA für verschieden ge- spleißte mRNAs und damit für Proteine mit unterschiedlichen Funktionen. nothing in äh biology ähm makes öh sense except in the light etcetc of blablabla evolution nothing in biology makes sense except in the light of evolution mRNA Protein prä-mRNA DNA Das Spleißen der mRNA lässt sich auch sprach- lich veranschaulichen. Die hier als sehr kurze Abschnitte dargestellten Introns sind oft we- sentlich länger als die Exons. Prozessierung prä-mRNA mRNA Intron Exon Intron Exon Intron Exon Exon Intron Exon Exon Intron Abb.16: RNA-Prozessierung: Beim Speißen werden die Introns aus der prä-mRNA geschnitten, die Exons werden zur reifen mRNA verknüpft. Dieser Vorgang ist hier anhand eines sprachlichen Beispiels veranschaulicht (anhand eines Zitats von Theodosius Dobzhansky 3 ). Beim alternativen Spleißen (unten) können verschiedene mRNAs aus der gleichen prä-mRNA hergestellt werden. Glossar 1 Introns , Kurzwort vom Englischen Intrage- netic regions . 2 Exons , Kurzwort vom Englischen executable für ausführbar. 3 Theodosius Dobzhansky (1900–1975), russisch-US-amerikanischer Genetiker. Aufgabe W/S 1 Alternatives Spleißen: Durch alterna- tives Spleißen wird die genetische Variabilität erhöht. Erläutere diese Aussage in eigenen Worten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv