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Lexikon der Biologie: repetitive DNA

repetitive DNA w [von latein. repetere = wiederholen], multiple DNA, hauptsächlich im Genom von Eukaryoten vorkommende, vielfach wiederholte DNA-Sequenzen (repetitive Sequenzen), die beim Menschen 30–35%, bei einigen Pflanzen sogar bis zu 90% des Gesamt-Genoms ausmachen. Familien solcher repetitiver Sequenzen von 100–500 bp Länge werden als SINES (SINE) bezeichnet, längere (einige kb und mehr) als LINES (LINE). Je nach Repetitionsgrad unterscheidet man hochrepetitive Sequenzen und mittelrepetitive Sequenzen und trennt diese ab von den nicht-repetierten, einmaligen Sequenzen (engl. unique oder single copy sequences). Strukturell ist zwischen gehäuft auftretenden (geclusterten) und einzeln im Genom verstreuten (dispersen) Repetitionseinheiten zu unterscheiden. Geclusterte hochrepetitive Sequenzen (Repetitionsgrad: > 105) bestehen in der Regel aus kurzen Sequenzen, die tandemartig wiederholt sind. Sie enthalten keine genetische Information und sind typischer Bestandteil des konstitutiven Hetero-Chromatins. Weitere typische Lokalisationsorte sind die Centromer-, die Telomer- und die NOR-Regionen der Chromosomen. Bei der Cäsiumchlorid-Dichtegradienten-Zentrifugation bilden hochrepetitive DNAs eigene Banden (sog. Satelliten-DNA), sofern ihre Schwebedichten (die wiederum den GC-Gehalt widerspiegeln) deutlich von derjenigen der übrigen DNA abweichen. Abgesehen von möglichen strukturellen Aufgaben ist eine Funktion der hochrepetitiven geclusterten DNA-Abschnitte bisher nicht bekannt. Daher wurde für sie auch der Terminus „egoistische DNA“ (selfish DNA) vorgeschlagen (Desoxyribonucleinsäuren). Ein Beispiel für disperse hochrepetitive Sequenzen stellt die sog. Alu-Sequenz dar, die im menschlichen Genom einen Anteil von mehr als 5% ausmacht und in homologer Form weit verbreitet ist (nachweisbar im gesamten Tierreich und auch bei Schleimpilzen). Die Alu-Sequenzen gehören zu den besonders häufigen SINES. Das Ausmaß der Sequenzübereinstimmung zwischen 2 beliebigen Mitgliedern dieser Familie liegt bei 85%. Zum Teil werden Alu-Sequenzen durch RNA-Polymerase III transkribiert. – Zu den mittelrepetitiven DNA-Abschnitten im Genom (Repetitionsgrad: 102 –104) werden die Mitglieder von Genfamilien gezählt. Der Repetitionsgrad der ribosomalen RNA (Beispiel für eine geclusterte Genfamilie; rRNA-Gene) kann im Verlauf der Oogenese durch Genamplifikation erhöht werden. repeats, Retroelemente.

G.St./S.Kl.

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