Erst vor kurzer Zeit fingen Wissenschaftler an zu grübeln, ob die als sinnloser Gerümpel oder als "Schrott"-DNA (Junk-DNA) bezeichneten Bereiche nicht-codierender DNA-Sequenzen im Genom aus einem wichtigen Grund im Erbgut vorkommen. Genetiker nahmen lange Zeit an, dass etwa 96 Prozent des menschlichen Genoms scheinbar keine Bauanleitung für Proteine enthalten - Informationsmüll, von dem niemand wußte, welchen Zweck er genau erfüllen soll. Wissenschaftler von der School of Medicine der University of California in San Diego (UCSD) haben jedoch nun eine bedeutende Funktion der vermeintlichen Junk-DNA entdeckt.
Die Gene, die ungefähr vier Prozent des Genoms ausmachen, codieren für Proteine - die Bausteine des Lebens. Ein von Michael G. Rosenfeld angeführtes, internationales Forscherteam fand heraus, dass die verbleibenden 96 Prozent des Erbmaterials wichtig für die Abgrenzung genetischer Information seien und dadurch verhelfe, diese Bausteine richtig zusammenzubauen. "Ein Teil der Junk-DNA dient als Satzzeichen, die den codierenden Bereichen im Genom einen Sinn geben", erklärt Victoria Lunyak vom UCSD.
In der Maus als auch im Menschen dienen nur vier Prozent der Erbsubstanz nach ihrer Umschreibung in mRNA als Vorlage für die Proteinsynthese - der Rest, also die Junk-DNA, besteht aus repetitiven - aufeinander folgende, sich wiederholende Abschnitte mit gleicher oder sehr ähnlicher Sequenz - und nicht-codierenden Bereichen. Rosenfeld`s Team untersuchte eine solche repetitive Sequenz, SINE B2 genannt, die sich im Gen eines Wachstumshormon befindet. Dieses Gen steht im Zusammenhang mit dem Alterungsprozess und der Langlebigkeit. Die Wissenschaftler waren überrascht, als sie festgestellt hatten, dass die SINE B2-Sequenz entscheidend für die Ausbildung funktioneller Domängrenzen dieses Gens ist.
Funktionelle Domänen sind Strecken aus DNA innerhalb des Genoms, die alle regulatorischen Signale und andere Informationen beinhalten, die notwendig sind, um ein bestimmtes Gen zu aktivieren oder zu unterdrücken. Jede Domäne ist eine Einheit für sich, die klar definiert wird, so wie die Sätze in einem Text durch Satzzeichen strukturiert werden. Die Daten der Forscher deuten darauf hin, dass die repetitiven genomischen Sequenzen als häufig genutzte Strategie in Säugern verwendet werden, um funktionelle Domänen auszubilden. Ohne Grenzelemente seien die codierenden Bereiche im Genom wie eine lange, zusammengesetzte Sequenz von Wörtern ohne Satzzeichen, meint Rosenfeld.
Die Entschlüsselung der in der Junk-DNA enthaltenen Information könnte neue Wege im Bereich der Medizinforschung, besonders auf dem Gebiet der Gentherapie, eröffnen. Die Wissenschaftler finden vielleicht heraus, dass ein Gentransfer in Patienten, ohne Übertragung der umgebenden genomischen Sequenzen, die den Genen erst Struktur und Sinn verleihen, eine erfolglose Gentherapie zur Folge hat. Aber noch ist die Genforschung weit davon entfernt, die Sprache der Gene wirklich zu verstehen.
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