Was ist ein Cistron?
Desoxyribonukleinsäure (DNA) kommt in den Zellen aller Lebewesen mit Ausnahme bestimmter Viren vor und enthält Anweisungen zur Herstellung von Proteinen und anderen Molekülen, die für die Zellfunktion erforderlich sind. Ribonukleinsäure (RNA) hilft bei der Erzeugung dieser Proteine und Moleküle durch Kopieren des in der DNA enthaltenen genetischen Codes. Es gibt verschiedene Arten von RNA, einschließlich Messenger-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA) und ribosomaler RNA (rRNA). Ein Cistron oder Strukturgen ist eine Sequenz von genetischem Material in entweder DNA oder RNA, die den genetischen Code enthält, der zur Herstellung von RNA-Molekülen oder Polypeptiden, die ein Protein sein können oder als Bausteine für Proteine dienen, erforderlich ist. In der Genetik wurde der Begriff Cistron häufig durch die Begriffe Intron und Exon ersetzt, die sich auf zwei verschiedene Arten genetischer Sequenzen beziehen, die in einem Strukturgen enthalten sein können.
Cistrons erhielten ihren Namen von dem cis-trans-Test, mit dem ursprünglich bestimmt wurde, welche Funktionen bestimmte Abschnitte des genetischen Materials bei verschiedenen biochemischen Reaktionen hatten. Das Wort Cistron wurde dann auf ein bestimmtes Gen angewendet, das für die Erzeugung eines bestimmten Proteins oder Polypeptids verantwortlich war. Später wurde die Bedeutung des Begriffs erweitert, um auch Gene einzuschließen, die den genetischen Code zur Erzeugung verschiedener Arten von RNA-Molekülen enthielten. Cistron kann sich sowohl in DNA als auch in RNA auf eine genetische Sequenz beziehen. Ein DNA-Cistron ist der genetische Code des Gens selbst, während sich ein RNA-Cistron auf dieselbe genetische Sequenz bezieht, wenn es von RNA kopiert oder transkribiert wurde.
1978 schlug der Biochemiker Walter Gilbert in einem Forschungsartikel vor, den Begriff Cistron durch die Begriffe Intron und Exon zu ersetzen. Intron, ein Wort, das vom Begriff "intragene Regionen" abgeleitet ist, sind nicht kodierende Abschnitte des genetischen Materials, dh sie enthalten keine Anweisungen oder Codes zur Erzeugung von Molekülen wie RNA oder Proteinen. Diese Segmente, manchmal Junk-DNA genannt, werden aus dem genetischen Material entfernt, wenn die RNA den DNA-Code kopiert, um Proteine und verschiedene Arten von RNA zu erzeugen. Exons, ein Wort, das vom Begriff "exprimierte Regionen" abgeleitet ist, sind die genetischen Sequenzen, die Anweisungen zur Erstellung neuer Proteine oder RNA-Moleküle enthalten.
Die meisten Cistrons enthalten alternierende Sequenzen von Exons und Introns. Wenn der Code eines DNA-Cistrons durch RNA kopiert wird, um ein neues Molekül zu erzeugen, werden die Introns in einem Prozess, der als cis-Spleißen bezeichnet wird, abgetrennt. Die verbleibenden Exons werden dann in einem als Transspleißen bezeichneten Prozess miteinander verbunden, was zu einem Molekül aus mRNA, rRNA oder tRNA führt.