Exons, Introns und RNA-Processing

In eukaryotischen Genen finden sich kodierende und nicht-kodierende Bereiche:

Vocabulary:

• Exon: Kodierende Sequenzen in eukaryotischen Genen
• Intron: Nicht-kodierende Sequenzen zwischen den Exons

Highlight: Die Größe der Exons ist in der Evolution konserviert, während die Größe der Introns variieren kann.

Die Unterteilung in Exons und Introns hat wichtige Konsequenzen:

1. Sie ermöglicht die Entwicklung spezieller Processing-Mechanismen.
2. Sie erlaubt alternatives Spleißen, wodurch aus einem Gen verschiedene Proteine entstehen können.

Example: Durch alternatives Spleißen kann ein Gen für mehrere Proteinvarianten kodieren, was die genetische Vielfalt erhöht.

Die Exon-Intron-Struktur und die nicht-kodierenden Bereiche an den 5'- und 3'-Enden der Transkriptionseinheit haben zur Entwicklung komplexer RNA-Verarbeitungsmechanismen geführt. Diese Prozesse sind entscheidend für die korrekte Expression der genetischen Information in Eukaryoten.

RNA-Struktur und Transkription

Die RNA weist drei strukturelle Ebenen auf, die für ihre Funktion von entscheidender Bedeutung sind:

1. Primärsequenz
2. Sekundärstruktur
3. Tertiärstruktur

Definition:

• Primärsequenz: Die Abfolge der Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil.
• Sekundärstruktur: Komplementäre Basen bilden stabile Basenpaare über Wasserstoffbrückenbindungen.
• Tertiärstruktur: Interaktionen zwischen Duplexen und Schleifen führen zu einer kompakten 3D-Struktur.

Der Prozess der Transkription bei Prokaryoten beginnt mit der Initiation:

Vocabulary: Der Sigma-Faktor ist ein Protein der RNA-Polymerase, das an die Pribnow-Box des Promotors bindet und die Wahrscheinlichkeit der Polymerase-Bindung erhöht.

Die Elongation ist der nächste Schritt der Transkription:

Highlight: Während der Elongation kommt es zu einer lokalen Entwindung der DNA von 10-20 Basen. Es bildet sich ein kurzes RNA-DNA-Hybrid, und Topoisomerasen sind an der Regulierung der DNA-Topologie beteiligt.