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Transkription: Sense, Antisense

Elsi

Moderator
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#1
Also, meine Mitbewohnerin und ich haben uns letztens über Transcription, Sense und Antisense Stränge unterhalten und dabei sind wir auf eine Frage gestoßen, die wir nicht beantworten können.

Also während der Transkription wird die mRNA per definition vom Antisense-Strang abgelesen und der Sense Strang hat somit die gleiche Sequenz wie die mRNA, die transkribiert wird (Außer dass die DNA natürlich T statt U hat).
Ich hatte mir das immer so vorgestellt, dass wenn z.B. auf dem Antisense Strang ein Genlokus für Gen A vorliegt von dem transkribiert werden kann, auf dem komplementären Strang in rückläufiger Richtung ein anderes Gen liegen könnte (Gen B). Für dieses Gen läge der promoter dann woanders und wenn man quasi von dort ausgehen würde wäre der Antisense Strang von Gen B der Sense Strang von Gen A. (Ich hoffe ihr könnt mir folgen, das ganze wäre einfacher wenn ich es aufmalen könnte ;) ).

Ich dachte immer das wäre einer der Mechanismen, durch die die genetische Information auf so kleinem Raum untergebracht werden könnte. Aber meine Vorstellung ist da etwas ins Wanken geraten, als mir dann aufgefallen ist, dass bei den Gene Loci der Strang gar nicht definiert wird. Nur auf welchem Band in welchem Chromosom das Gen liegt. Und dieses gerede über Sense und Antisense hat mich auch etwas verwirrt.
Jetzt sind wir uns nicht mehr sicher: sind die Gene so verteilt wie oben beschrieben, oder ist vielleicht EIN Strang immer der Antisense Strang, von dem transkribiert wird und der ander Strang existiert nur aus Stabilitätsgründen, wird nicht transkribiert und hilft dabei die genetische Information von einer Zelle an die andere möglichst mutationsfrei weiterzugeben?
 

mik

Administrator
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#2
Also, meine Mitbewohnerin und ich haben uns letztens über Transcription, Sense und Antisense Stränge unterhalten und dabei sind wir auf eine Frage gestoßen, die wir nicht beantworten können.

Also während der Transkription wird die mRNA per definition vom Antisense-Strang abgelesen und der Sense Strang hat somit die gleiche Sequenz wie die mRNA, die transkribiert wird (Außer dass die DNA natürlich T statt U hat).
Ich hatte mir das immer so vorgestellt, dass wenn z.B. auf dem Antisense Strang ein Genlokus für Gen A vorliegt von dem transkribiert werden kann, auf dem komplementären Strang in rückläufiger Richtung ein anderes Gen liegen könnte (Gen B). Für dieses Gen läge der promoter dann woanders und wenn man quasi von dort ausgehen würde wäre der Antisense Strang von Gen B der Sense Strang von Gen A. (Ich hoffe ihr könnt mir folgen, das ganze wäre einfacher wenn ich es aufmalen könnte ;) ).

Ich dachte immer das wäre einer der Mechanismen, durch die die genetische Information auf so kleinem Raum untergebracht werden könnte. Aber meine Vorstellung ist da etwas ins Wanken geraten, als mir dann aufgefallen ist, dass bei den Gene Loci der Strang gar nicht definiert wird. Nur auf welchem Band in welchem Chromosom das Gen liegt. Und dieses gerede über Sense und Antisense hat mich auch etwas verwirrt.
Jetzt sind wir uns nicht mehr sicher: sind die Gene so verteilt wie oben beschrieben, oder ist vielleicht EIN Strang immer der Antisense Strang, von dem transkribiert wird und der ander Strang existiert nur aus Stabilitätsgründen, wird nicht transkribiert und hilft dabei die genetische Information von einer Zelle an die andere möglichst mutationsfrei weiterzugeben?
Hallo Elsi,
meines Wissens können - je nach Gen - beide Einzelstränge codogener Strang sein. Ich würde allerdings annehmen, dass die Gene auf den Einzelsträngen eigenständig angeordnet sind, mit anderen Worten: Die komplementären Sequenzen entsprechen nicht 1:1 Gen A und Gen B (die Sequenzen müssten sich eigentlich grundsätzlich "überlappen")... ich hoffe, du kannst nachvollziehen, was ich meine.
 

Elsi

Moderator
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#3
Vielen Dank.
Genau so hatte ich mir das vorgestellt. Also ich meinte damit nicht dass sich die Gene 1:1 ueberlappen sondern dass eben z.B. ein Teil eines Gens oder so mit dem anderen ueberlappt oder nur ein Regulationselement oder so.
Vielen Dank :)
 

mik

Administrator
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#4
Gern geschehen :)

In dem (m. E. sehr empfehlenswerten) Lehrbuch "Genetics: A coneptual approach" von B. A. Pierce (3rd edition, 2008) liest man übrigens auf Seite 350: "In most organisms each gene is transcribed from a single DNA strand, but different genes may be transcribed from one or the other of the two DNA strands." (Der Hinweis erfolgt in dem Zusammenhang, dass beim Phagen SP8 ungewöhnlicherweise tatsächlich alle Informationen von ein und demselben Strang abgelesen werden.)
 

Elsi

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#5
Ah, na dann ist der Gedanke ja doch gar nicht sooo abwegig ;) Ich dachte mir aber schon dass das bei hoeheren Organismen irgendwie nicht stimmen kann. Dann muesste die DNA ja nochmal doppelt so lang sein theoretisch, wenn die ganze Information auf nur einem der beiden Straenge liegt.
 

Joffi

Moderator
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#6
Grüß Euch! Das ist bei höheren Tieren definitiv so. Wenn man sich einen größeren chromosomalen Abschnitt anschaut, dann liegen da jede Menge Gene hintereinander und jedes ist in einer anscheinend zufälligen Richtung angeordnet. Mal laufen 3 oder 4 hintereinander auf dem einen Strang (und damit in die eine Richtung), dann mal wieder eins oder 2 in die andere usw. usf.
Überlappungen gibt es allerdings trotzdem sehr selten, da muss man schon sehr gezielt und lange nach suchen, bis man das findet. Der Grund wird der sein, dass man diese beiden Kameraden dann nicht gleichzeitig ablesen kann (RNA-Polymerase-Kollision...)
 

mik

Administrator
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#7
Hi Joffi,

ich hätte eigentlich gedacht, wenn sich Gene auf unterschiedlichen Einzelsträngen der DNA befinden (Gen "grün" auf Einzelstrang 1, Gen "rot" auf Einzelstrang 2), müsste die Lage der Gene eher so sein wie in der oberen Abbildung (das meinte ich mit "überlappen - nicht innerhalb eines Einzelstrangs). Wenn ich deine Aussage richtig lese, müssten die Lage der Gene aber so sein wie in der Abbildung darunter... Oder?!
codogener_strang_01.png
 

Elsi

Moderator
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#8
Nein, so wie Joffi es beschreibt wäre grün komplett neben rot (auf unterschiedlichen Strängen) oder?
 

Joffi

Moderator
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#9
Gene können prinzipiell in jedem Ausmaß überlappen, sowohl auf dem gleichen Strang (und entsprechend in der gleichen RNA-Polymerase-Leserichtung), als auch auf entgegengesetzten Strängen. Die im Bild gezeigte, beispielhafte Überlappung wird man wohl real nicht finden, denn das hieße ja, das die gleich DNA-Sequenz sowohl vorwärts wie rückwärts ein sinnvolles Protein ergäbe... etwa unwahrscheinlich.
Um einen Eindruck über die realen Verhältnisse zu bekommen, könnt Ihr aber auch einfach die öffentlich verfügbaren Genombrowser verwenden. Die sind nicht unbedingt intuitiv, aber probiert doch mal.
Zum Beispiel: Link
Wichtig für Euch oben die Zoom-Schalter und daneben die links/rechts Steuerung. Oben in blauen Farbtönen bekannte Gene, jeweils dick (Exon) oder dünne Linie mit so keilartigen Pfeilen drin (Introns, Keile geben die Leserichtung und damit den Strang an). Wir haben in diesem Ausschnitt das Tbc1d9-Gen von links nach rechts, daneben das Ucp1 Gen in die gleiche Richtung, dann plötzlich Elmod2 auf dem anderen Strang. Wenn ihr wild hin - und herzoomt, bekommt ihr einen Überblick, was die wie häufig überlappt (...kaum etwas nämlich).
 

Joffi

Moderator
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#10
...ein Link ins Mausgenom übrigens, bin kein Bakterienexperte, wer weiß, was die treiben :)
 

Elsi

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#11
Danke fuer den Link. Das macht Sinn.
Also waere es theoretisch moeglich dass die Gene so ueberlappen wie oben gezeigt, praktisch ist es aber eher eine Ausnahme?
 

Joffi

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#12
So ist es. Recht oft findet man noch sowas wie: Bei zwei Genen auf verschiedenen Strängen liegt das jeweils erste Exon im jeweils ersten Intron des anderen. Noch häufiger findet man non-coding genes unbekannter Funktion, die mit kodierenden Genen überlappen (eventuell regulatorisch).
Eine kodierende, exonische Sequenz, die auf beiden Strängen als Exon verschiedener Gene eingesetzt wird, ist mir an keinem einzigen Beispiel bekannt.
 
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