Inhalt
- Protein-kodierende Gene
- Regulatorische DNA-Sequenzen
- Gene für nicht kodierende RNA
- Introns
- Großes Ödland
Das menschliche Genom ist der vollständige Katalog der vom Menschen übermittelten genetischen Informationen. Das Humangenomprojekt begann 1990 damit, die gesamte Struktur der menschlichen DNA systematisch zu identifizieren und abzubilden. Das erste vollständige Humangenom wurde 2003 veröffentlicht, und die Arbeiten werden fortgesetzt. Das Projekt identifizierte mehr als 20.000 proteinkodierende Gene, die in den 23 Chromosomenpaaren des Menschen verstreut sind.
Diese Gene machen jedoch nur etwa 1,5 Prozent des menschlichen Genoms aus. Es wurden mehrere DNA-Sequenztypen identifiziert, aber es bleiben noch viele Fragen offen.
Protein-kodierende Gene
Proteinkodierende Gene sind DNA-Sequenzen, mit denen Zellen Proteine synthetisieren. DNA besteht aus einem langen Zucker-Phosphat-Grundgerüst, an dem vier kleinere Moleküle, sogenannte Basen, hängen. Die vier Basen werden mit A, C, T und G abgekürzt.
Die Sequenz dieser vier Basen entlang der Protein-kodierenden Teile des DNA-Rückgrats entspricht Sequenzen von Aminosäuren, den Bausteinen von Proteinen. Die proteinkodierenden Gene spezifizieren Proteine, die die physikalische Struktur des Menschen bestimmen und unsere Körperchemie steuern.
Regulatorische DNA-Sequenzen
Unterschiedliche Zellen benötigen unterschiedliche Proteine zu unterschiedlichen Zeiten. Zum Beispiel können Proteine, die von einer Gehirnzelle benötigt werden, sehr unterschiedlich sein als die, die von einer Leberzelle benötigt werden. Eine Zelle muss daher selektiv sein, welche Proteine sie herstellen muss.
Regulatorische DNA-Sequenzen kombinieren sich mit Proteinen und anderen Faktoren, um zu kontrollieren, welche Gene zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv sind. Sie dienen auch als Marker, die den Anfang und das Ende von Genen identifizieren. Durch biochemische Prozesse und Rückkopplungsmechanismen steuern die regulatorischen DNA-Sequenzen die Genexpression.
Gene für nicht kodierende RNA
DNA bildet kein Protein direkt. RNA, ein verwandtes Molekül, dient als Vermittler. Die DNA-Gene werden zuerst in Messenger-RNA transkribiert, die dann den genetischen Code zu Proteinfabrikstellen an anderer Stelle in der Zelle transportiert.
DNA kann auch nicht-proteinkodierende RNA-Moleküle transkribieren, die die Zelle für eine Vielzahl von Funktionen verwendet. Zum Beispiel ist DNA die Vorlage für einen wichtigen Typ nicht-kodierender RNA, die zum Aufbau der Proteinfabriken in der gesamten Zelle verwendet wird.
Introns
Wenn ein Gen in RNA transkribiert wird, müssen möglicherweise Teile der RNA entfernt werden, da sie unnötige oder verwirrende Informationen enthalten. Die DNA-Sequenzen, die für diese unnötige RNA kodieren, werden als Introns bezeichnet. Wenn die durch Introns in Protein-kodierenden Genen erzeugte RNA nicht weggespleißt würde, wäre das resultierende Protein fehlerhaft oder unbrauchbar.
Der Prozess des RNA-Spleißens ist bemerkenswert - die Zellbiochemie muss die Existenz des Introns kennen, seine Sequenz genau auf einem RNA-Strang lokalisieren und ihn dann genau an den richtigen Stellen herausschneiden.
Großes Ödland
Wissenschaftler kennen die Funktion eines großen Prozentsatzes der Basensequenzen auf einem DNA-Molekül nicht. Einige könnten nur Müll sein, während andere Rollen spielen, die noch nicht verstanden wurden.