Funktionen von Junk-DNA

In der Genetik bezieht sich der Begriff Junk-DNA auf Regionen der DNA, die nicht codierend sind. Ein Teil dieser nichtcodierenden DNA wird zur Herstellung von nichtcodierenden RNA-Komponenten wie Transfer-RNA, regulatorischer RNA und ribosomaler RNA verwendet.

Andere Regionen werden jedoch weder in Proteine umgeschrieben noch zur Herstellung von RNA-Molekülen verwendet, und ihre Funktion ist unbekannt. Die Bedeutung dieser nicht-kodierenden Regionen ist seit vielen Jahren ein Schwerpunkt in der Genforschung, insbesondere im Hinblick auf die Evolution.

Vergleichende Genomikstudien haben gezeigt, dass ein Teil dieser Junk-DNA sehr konserviert ist, manchmal über Hunderte von Millionen Jahren, was darauf hindeutet, dass diese nichtcodierenden Regionen im Laufe der Evolution einer positiven Selektion unterworfen waren und einen Vorteil in Bezug auf die Erhaltung oder Minimierung bestimmter biologischer Merkmale bieten.

Zum Beispiel haben sich das menschliche Genom und das Genom der Maus vor etwa 65 bis 75 Millionen Jahren von einem gemeinsamen Vorfahren getrennt. Die proteincodierende DNA macht jedoch nur etwa 20 % der konservierten DNA in diesen Genomen aus, während der Rest der konservierten DNA in nichtcodierenden Regionen zu finden ist.

Forscher haben auch herausgefunden, dass einige Sequenzen in der Junk-DNA als genetische „Schalter“ fungieren, die bestimmen, wo und wann Gene exprimiert werden.

In einer vergleichenden Studie, in der mehr als 300 prokaryotische und 30 eukaryotische Genome untersucht wurden, wurde die Mindestmenge an nichtcodierender DNA geschätzt, die ein eukaryotischer Organismus benötigt. Beim Menschen lag die geschätzte Mindestmenge bei etwa 5 % des gesamten Genoms.

Einige Regionen der nichtcodierenden DNA können auch für die Chromosomenstruktur und die Funktion der Zentromere wichtig sein und eine Rolle bei der Zellteilung (Meiose) spielen. Einige nichtcodierende DNA-Sequenzen bestimmen auch den Ort, an dem sich Transkriptionsfaktoren anlagern können und die Transkription des genetischen Codes von der DNA in die mRNA steuern.

Weiter lesen

• Alle Junk-DNA-Inhalte
• Junk-DNA – Was ist Junk-DNA?
• DNA-Fraktion der Junk-DNA
• Typen von Junk-DNA-Sequenzen
• Autismus und Junk-DNA

Zitate