RNA und Splicing

Die RNA spielt eine zentrale Rolle in der Genexpression und dem Informationsfluss von der DNA zum Protein. Ein wichtiger Aspekt der RNA-Reifung ist das Splicing, bei dem die RNA bearbeitet wird, um die reife mRNA zu erzeugen. In diesem Artikel erklären wir dir, was RNA ist, was bei der Transkription passiert und wie das Splicing funktioniert.

Was ist die RNA?

RNA oder Ribonukleinsäure ist ein Molekül, das den genetischen Informationsfluss bis hin zur Proteinsynthese begleitet. Es gibt verschiedene Arten von RNA, darunter die messenger-RNA (mRNA), die transfer-RNA (tRNA) und die ribosomale RNA (rRNA). Die mRNA dient als Vorlage für die Proteinbiosynthese, die tRNA bringt Aminosäuren zu den Ribosomen, und die rRNA ist ein struktureller und funktioneller Bestandteil der Ribosomen.

Transkription: DNA wird zu RNA

Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem die Nukleotidsequenz eines Gens abgelesen und in eine komplementäre RNA-Sequenz umgeschrieben wird. Dieser Prozess findet im Zellkern statt und wird von RNA-Polymerasen katalysiert. Das Ergebnis ist ein noch unreifes RNA-Molekül, das als heterogeneous nuclear RNA (hnRNA) bezeichnet wird. Diese hnRNA enthält sowohl codierende Sequenzen (Exons) als auch nicht-codierende Sequenzen (Introns).

RNA Processing und Splicing

Nach der Transkription muss die hnRNA weiter bearbeitet werden, um zur reifen mRNA zu werden. Dieser Prozess wird als RNA Processing bezeichnet und umfasst mehrere Schritte:

1. Capping: An das 5′-Ende der RNA wird eine modifizierte Guanin-Kappe angefügt, die die RNA stabilisiert und den Transport aus dem Zellkern erleichtert.
2. Tailing: An das 3′-Ende der RNA wird ein Poly(A)-Schwanz angehängt, der ebenfalls zur Stabilität beiträgt.
3. Splicing: Die Introns werden aus der hnRNA entfernt und die verbleibenden Exons werden miteinander verknüpft. Dieser Prozess wird vom Spliceosom durchgeführt, einem großen Komplex aus RNA und Proteinen. Das Spliceosom erkennt spezifische Sequenzen an den Grenzen von Introns und Exons und katalysiert die Entfernung der Introns sowie die Verknüpfung der Exons. Dadurch entsteht die reife mRNA, die den Zellkern verlassen und in das Zytoplasma transportiert werden kann, wo die Translation stattfindet.

Splicing-Mutationen

Mutationen, die das Splicing betreffen, können schwerwiegende Auswirkungen haben. Solche Splicing-Mutationen können dazu führen, dass Introns nicht korrekt entfernt oder Exons ausgelassen werden, was zu defekten Proteinen und somit zu diversen Krankheiten führen kann.

Fazit

Die RNA und das Splicing sind essentielle Bestandteile der Genexpression. Durch die Transkription wird ein DNA-Abschnitt in eine RNA-Kopie umgewandelt, die dann durch RNA Processing und Splicing weiter bearbeitet wird. Dieser komplexe Prozess stellt sicher, dass die genetische Information korrekt in funktionelle Proteine übersetzt wird. Ein tiefes Verständnis dieser Mechanismen ist grundlegend für die Molekularbiologie und die Medizin, insbesondere wenn es um genetische Erkrankungen geht.

Biologie-Insider-Tipp für deinen MedAT

Insider-Tipp von Max (MasterClass-Tutor)

Für den MedAT ist es wichtig, den Ablauf der Transkription und des Spleißens zu verstehen und zu wissen, wo diese Prozesse in der Zelle stattfinden. Die Unterscheidung zwischen verschiedenen RNA-Typen ist auch wichtig. Außerdem solltest du die Begriffe Poly-A-Schwanz und Guanin-Kappe kennen. Wenn du dein Wissen gezielt vertiefen und deinen Lernfortschritt regelmäßig überprüfen…