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Kompaktlexikon der Biologie: Ribonucleinsäuren

Ribonucleinsäuren, Abk. RNA, mit der Desoxyribonucleinsäure eng verwandte Nucleinsäuren, die sich durch mehrere strukturelle, aber auch wichtige funktionelle Eigenschaften von dieser unterscheiden: Als Zuckermolekül enthält RNA Ribose, Thymin wird durch Uracil ersetzt, wobei Uridintriphosphat zur RNA-Synthese verwendet wird. R. liegen in Zellen normalerweise als einzelsträngige Polynucleotide vor (Ausnahme: bestimmte RNA-Viren), wobei kürzere Bereiche mit intramolekularen Basenpaarungen möglich sind. Die drei Klassen der R., die messenger-RNA (mRNA), ribosomale RNA (rRNA) und transfer-RNA (tRNA) sind bei Prokaryoten und bei Eukaryoten auf unterschiedliche Weise an der Expression der genetischen Information beteiligt (Genexpression, Translation). Hinzu kommen eine Reihe weiterer kleiner R.-Moleküle, die z.B. am Spleißen beteiligt sind. Abgesehen von bestimmten Viren, deren Genom aus RNA besteht und die deshalb als RNA-Viren bezeichnet werden, wird die R. durch RNA-Polymerasen während der Transkription der entsprechenden Gene und anschließende Prozessierung sowie RNA-Editing synthetisiert.

Der Abbau von R. erfolgt enzymatisch durch Ribonucleasen; die Halbwertzeit der mRNA-Moleküle ist generell relativ kurz im Minuten- bis Stundenbereich, wohingegen rRNA- und tRNA-Moleküle stabile Moleküle darstellen.

Neben ihrer Funktion als Mittler zwischen Genen und ihren Produkten, die R. in den meisten Fällen ausüben, besitzen manche R. auch katalytische Aktivität (Ribozyme). Zusammen mit strukturellen und genetischen Eigenschaften der R. spricht diese Eigenschaft für die Hypothese, dass sich R. evolutionär vor der DNA entwickelt haben, sodass das Leben auf der Erde einer „RNA-Welt“ entstammen könnte. ( vgl. Abb. )



Ribonucleinsäuren: Dargestellt ist die „RNA-Welt-Hypothese“, nach der Ribonucleinsäuren zunächst alle Eigenschaften in sich vereinten, die heute durch drei unterschiedliche Gruppen von Biomolekülen repräsentiert werden: Speicher der genetischen Information (heute DNA), katalytische Funktionen (heute Proteine) und Mittler zwischen beiden (heute RNA)

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Redaktion:
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Dr. Daniel Dreesmann

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Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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