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Lexikon der Biologie: Raster

Raster s, auch m [von *rast- ], Leseraster, Leserahmen, reading frame, Abfolge von Codonen, die sich zwischen einer spezifischen Startstelle und dem nächsten Stopcodon befindet. Die genaue lineare Abfolge von Ribonucleotiden (Ribonucleosidmonophosphate) in Dreiergruppen auf der mRNA (messenger-RNA) legt eine bestimmte lineare Sequenz von Aminosäuren in einem Protein fest. Theoretisch könnte eine gegebene mRNA in 3 verschiedene Leseraster übersetzt werden ( vgl. Abb. ). Das Triplett-Raster (Basentriplett) wird im Rahmen der Translation durch die Ribosomen benutzt, um die Genprodukte, ausgehend von einem Startcodon, herzustellen (Genexpression). Die große Mehrheit der mRNA-Moleküle kann nur in einem Raster gelesen werden, da in den beiden anderen Leserastern Stopcodonen auftreten, die zum vorzeitigen Abbruch der Proteinbiosynthese führen (genetischer Code, Termination). Verschiebungen in einem Leseraster können durch Insertion oder Deletion von Nucleotiden verursacht werden, deren Anzahl nicht durch 3 teilbar ist. Durch diese Rastermutationen (frame shift mutations) „springt“ die regelmäßige Abfolge der Tripletts in einen anderen Rahmen und verändert dadurch das Leseraster für die gesamte noch folgende Sequenz. Dies führt meist zu biologisch inaktiven Genprodukten. Rastermutationen werden unter natürlichen Bedingungen beobachtet, können jedoch auch experimentell durch bestimmte Mutagene erzeugt werden (z.B. durch interkalierende Agenzien; Interkalation, Ethidiumion). – In der Gentechnologie spielt die Erhaltung des korrekten Leserasters insbesondere dann eine Rolle, wenn Expressionsvektoren konstruiert und zu exprimierende Gene einkloniert werden sollen. Hierbei muß das Leseraster auf die Base genau erhalten bleiben, um z.B. zu den gewünschten Fusionsproteinen zu führen. Die Verknüpfung zweier codierender DNA-Abschnitte kann innerhalb oder außerhalb (in-phase bzw. out-of-phase) erfolgen, im zweiten Fall entsteht ein unbrauchbares Protein. Erleichtert werden derartige Arbeiten durch das Vorliegen von Vektoren, die so angelegt sind, daß fremde DNA in allen 6 möglichen Leserastern (je 3 für jede Orientierung) einkloniert werden kann und so die Expression in jedem Fall ermöglicht wird. offenes Leseraster, Recodierung.



Raster

Die 3 möglichen Raster einer mRNA-Sequenz

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