Was ist Junk-DNA?

Von Dr. Ananya Mandal, MDReviewed by Sally Robertson, B.Sc.

In der Genetik bezieht sich der Begriff „Junk-DNA“ auf DNA-Bereiche, die nicht kodieren.

DNA enthält Anweisungen (Kodierung), die zur Herstellung von Proteinen in der Zelle verwendet werden. Die Menge an DNA, die in jeder Zelle enthalten ist, ist jedoch enorm, und nicht alle genetischen Sequenzen in einem DNA-Molekül kodieren tatsächlich für ein Protein.

Ein Teil dieser nicht kodierenden DNA wird zur Herstellung von nicht kodierenden RNA-Komponenten wie Transfer-RNA, regulatorischer RNA und ribosomaler RNA verwendet. Andere DNA-Regionen werden jedoch weder in Proteine umgeschrieben noch zur Herstellung von RNA-Molekülen verwendet, und ihre Funktion ist unbekannt.

Das Verhältnis zwischen kodierender und nicht kodierender DNA variiert erheblich zwischen den Arten. Im menschlichen Genom zum Beispiel ist fast die gesamte DNA (98 %) nicht kodierend, während in Bakterien nur 2 % des genetischen Materials für nichts kodieren.

Der Begriff Junk-DNA

Der Begriff „Junk-DNA“ wurde erstmals in den 1960er Jahren verwendet, aber 1972 von Susumu Ohno formalisiert. Ohno stellte fest, dass die Menge der Mutationen, die durch schädliche Mutationen entstehen, eine Grenze für die Anzahl der funktionellen Loci setzt, die bei einer normalen Mutationsrate zu erwarten sind. In einem 1980 in Nature veröffentlichten Bericht stellten Leslie Orgel und Francis Crick fest, dass Junk-DNA „wenig spezifisch ist und dem Organismus keinen oder nur einen geringen Selektionsvorteil verschafft“

Im Laufe der Jahre haben Forscher jedoch Beweise dafür gefunden, dass Junk-DNA in irgendeiner Form eine funktionelle Aktivität aufweisen kann. Einige Beweise deuten darauf hin, dass Fragmente von ursprünglich nicht-funktionaler DNA im Laufe der Evolution den Prozess der Exaptation durchlaufen haben. Exaptation bezeichnet den Erwerb einer Funktion durch andere Mittel als die natürliche Auslese.

Im Jahr 2012 kam ein Forschungsprogramm namens ENCODE-Projekt zu dem Schluss, dass etwa drei Viertel der nicht kodierenden DNA im menschlichen Genom transkribiert werden und dass fast 50 % des Genoms für die an der genetischen Regulierung beteiligten Proteine wie Transkriptionsfaktoren zur Verfügung stehen.

Diese Ergebnisse wurden jedoch von anderen Wissenschaftlern kritisiert, die behaupten, dass die Zugänglichkeit dieser Genomabschnitte für Transkriptionsfaktoren nicht unbedingt bedeutet, dass sie eine biochemische Funktion haben oder dass die Transkription der Abschnitte in irgendeiner Weise von Vorteil für die Evolution ist.

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Geschrieben von

Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal ist Ärztin von Beruf, Dozentin aus Berufung und medizinische Autorin aus Leidenschaft. Nach ihrem Bachelor-Abschluss (MBBS) spezialisierte sie sich auf Klinische Pharmakologie. Für sie bedeutet Gesundheitskommunikation nicht nur das Schreiben komplizierter Berichte für Fachleute, sondern auch, medizinisches Wissen verständlich und für die Allgemeinheit zugänglich zu machen.

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