(Nicht) Codierender Bereich/Strang - wo ist der Unterschied?
Hallo! Ich frage mich, was eigentlich der Unterschied zwischen dem codierenden Strang und codierenden Bereich ist bzw. das gleiche mit nicht codierend. Denn es gibt auf der DNA nicht codierende Bereiche wie die UTR oder Introns die ist ja auf dem Doppelstrang vorhanden bzw. auf dem nicht codierenden Strang (Matritzenstrang) gibt es codierende Bereiche wie die Exons. Genauso gibt es einen codierende Strang, also DNA-Abschnitte anhand derer die passende Aminosäureabfolge synthetisiert werden. Es gibt ja aber auch codierende Bereiche, die Allele, also Gene für die Ausprägung des Phänotyps erhalten. bei den Strängen benutzt man ja auch codogen und nicht codogener Strang, codierend und nicht codierend werden aber auch als Synonym verwendet, soweit ich gelesen habe.
habe ich das so richtig beschrieben und kann mir bitte jemand den Unterschied erklären? Danke!
1 Antwort
Also es gibt den codierenden Strang und den codogenen Strang. Letzterer wird auch Matritzenstrang oder nicht codierender genannt. Der codogene Strang ist der Strang, der der RNA-Polymerase als Vorlage (Matritze) zum Aufbau der mRNA dient, den Bauplan selbst jedoch nicht enthält. Entsprechend ist der codogene Strang komplementär zur mRNA. Die Sequenz der mRNA wiederum entspricht damit der Sequenz des codierenden Strangs der DNA (mit dem Unterschied, dass Thymin durch Uracil ersetzt ist), der ja ebenfalls komplementär zum Matritzenstrang ist. Der codierende Strang heißt so, weil seine Sequenz der der mRNA entspricht, welche ja die Information enthält, die tatsächlich auch den Bauplan enthält, der später am Ribosom translatiert wird.
Auf dem Strang befinden sich Bereiche, die nicht codierend sind, die Introns. Diese werden beim Umschreiben der Information von der DNA in die RNA aber trotzdem mit umgeschrieben. Durch Splicing werden sie dann aus der Roh-mRNA herausgeschnitten. Durch alternatives Splicing ist es damit quasi durch eine Art Baukastenprinzip möglich, dass ein Gen mehrere verschiedene Syntheseprodukte codieren kann. Das erklärt also, warum es nicht für jedes Protein ein eigenes Gen gibt.
Allele wiederum sind die verschiedenen Varianten, die ein Gen haben kann. Die Allele eines Gens unterscheiden sich in ihrer Sequenz und damit auch die Syntheseprodukte. Von jedem Gen können maximal zwei verschiedene Allele vorhanden sein (Heterozygotie).
Nein. Das muss nicht der Fall sein. Es ist richtig, dass die Polymerase nur von 5' nach 3' arbeiten kann. Die einzige Bedingung ist daher, dass der Matritzebstrang logischerweise von 3' nach 5' verläuft.
Stellen wir uns mal exemplarisch einen DNA-Doppelstrang vor:
3'-GGGTACAATTATATTGTAAAC-5'
5'-CCCATGTTAATATAACATTTG-3'
Nehmen wir an, dass der obere Strang der Matritzenstrang sein soll. Mit einem @ markiere ich die Position des Promotors:
3'-GGG@TACAATTATATTGTAAAC-5'
Die Synthese der mRNA erfolgt in 5'-3'-Richtung. In diesem Fall also von links nach rechts. Wir markieren die Syntheserichtung mit einem Pfeil (->).
3'-GGG@TACAATTATATTGTAAAC-5'
-->5'-AUGUUAAUAUAA -3'
Damit wäre AUGUUAAUAUAA die Sequenz unserer mRNA.
Jetzt nehmen wir an, dass der untere Strang der Matritzenstrang sein soll. Auch hier erfolgt die Synthese der mRNA in 5'-3'-Richtung. Weil der untere Strang aber genau anders herum verläuft als der obere Strang, erfolgt die Synthese hier von rechts nach links. Wir markieren die Position des Promotors auch hier mit einem @:
5'-CCCATGTTAATATAACAT@TTG-3'
Und nun die Syntheserichtung der RNA wieder als Pfeil:
5'-CCCATGTTAATATAACAT@TTG-3'
3'-AAUUAUAUUGUA-5' <-
Die Sequenz der mRNA lautet demnach AUGUUAUAUUAA.
Echte Gene sind natürlich nicht nur vier Tripletts lang, sondern hunderte bis tausende Basenpaare lang.
Also es gibt sowohl auf dem codierenden als auch nicht codierenden Strang sowohl codierende als auch nicht codierende Bereiche?
Beide Einzelstränge können codierender bzw. codogener Strang sein, richtig. Das ist abhängig von der Lage des Promotors.
Welcher von den beiden DNA-Strängen nun jeweils codogen ist und als Matrize fungiert, entscheidet die Lage des asymmetrischen Promotors eines Gens; dies kann im DNA-Doppelstrang eines Chromosoms von Gen zu Gen variieren. (Wikipedia: Codogener Strang)
Danke. Habe es jetzt bisschen besser verstanden. Was wären denn codierende Bereiche? Gibt es einen Unterschied zwischen codierendem Bereich und Strang? Oder sind auf dem codierenden Strang einfach Bereiche bzw. Abschnitte die codierend (Exons) und nicht codierende Bereiche (introns) sind?
Strang ist "eine Seite" der DNA. Die DNA ist ein doppelsträngiges Molekül. Sie besteht aus zwei gegenläufigen und zueinander komplementären Einzelsträngen. Die RNA ist einzelsträngig.
Die DNA enthält codierende und nicht codierende Bereiche. Die codierenden Bereiche sind die Gene. Die nichtcodierende DNA enthält keine Gene und wurde bzw. wird auch Müll-DNA genannt, weil man davon ausging, dass sie funktionslos ist. Zu diesen Bereichen gehören z. B. die Mikrosatelliten (STRs), die man bei genetischen Fingerabdrücken bestimmt. Oder Reste von Virus-DNA, die irgendwann mal unsere Vorfahren befallen hatten. Auch Pseudogene sind Teil der nichtcodierenden DNA. Inwiefern die nichtcodierende DNA doch eine Funktion erfüllt wird aktuell rege erforscht.
Die eigentliche codierende DNA umfasst also nur die Bereiche, die Gene enthalten. Innerhalb eines Gens gibt es dann noch mal Introns und Exons. Die liegen auf dem codierenden Strang der DNA und auf dem unreifen mRNA-Strang nebeneinander. Durch Dplicibg werden die nicht codierenden Introns wie gesagt herausgeschnitten. Die reife mRNA enthält dann nur noch die codierenden Abschnitte und die regulatorischen Modifikationen (Kappe, Poly-A-Schwanz).
Tut mir leid, jetzt bin ich noch verwirrter. Denn die Polymerase arbeitet nur in 3-5‘ Richtung. Würde das Gern auf dem Einzelstrang liegen welches von 3‘-5‘ verläuft also codogener Strang, dann ist ja die mRNA eine Spiegelschrift des eigentlich zu codierenden Gens. Müssten dann deshalb nicht alle Gene auf dem codierenden/nicht godogenen Einzelstrang liegen, dann wäre die mRNA eben eine Kopie der Gene?