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Lexikon der Biologie: RNA-Topologie

RNA-Topologie w, dreidimensionale Faltung einer RNA (Ribonucleinsäuren). Mit Ausnahme der doppelsträngigen RNA-Moleküle (z.B. bei doppelsträngigen RNA-Viren oder Viroiden) zeigen biologische RNA-Einzelstrangmoleküle eine mehr oder weniger ausgeprägte Struktur. Diese entsteht durch das Abwechseln von einzelsträngigen Regionen mit solchen, in denen durch Basenpaarung doppelsträngige Bereiche, z.B. Haarnadelschleifen und ähnliches, ausgebildet werden. Diese Sekundärstruktur unterliegt einer dreidimensionalen Faltung zur Tertiärstruktur. Für die meisten RNA-Moleküle ist die Topologie entscheidend für ihre Funktion (Struktur-Funktion-Beziehung), und nur geringe Veränderungen führen meist zu einem totalen Funktionsverlust. Modelle für die Sekundärstruktur von RNAs können durch Computerprogramme erstellt werden, welche die thermodynamisch stabilste Struktur ermitteln – also jene, bei der die freie Enthalpie der Faltung am größten ist. Diese errechnet sich additiv aus den freien Energien der Dimerkombinationen ( vgl. Tab. ). Experimentell können Hinweise auf die mögliche Struktur einer RNA durch RNA-Mapping mit bestimmten RNasen (Ribonucleasen) oder Chemikalien oder durch Röntgenstrukturanalyse von kristallinen RNAs (oft im Komplex mit gebundenen Proteinen; RNA-bindende Proteine) erhalten werden. Für tRNAs (transfer-RNA) sind recht genaue biologisch relevante Strukturen bekannt. Auch über die Strukturen von RNAs, die am Spleißvorgang (spleißen) beteiligt oder gar selbst katalytisch aktiv (Ribozyme) sind, ist inzwischen viel bekannt. Die Topologie vieler RNAs wird wesentlich von den Proteinstrukturen bestimmt, in die sie eingebettet sind (Ribonucleoproteine).

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