Hauptunterschied – Sense vs Antisense Strang

Sense und Antisense sind die beiden Begriffe, die verwendet werden, um die beiden Stränge in der doppelsträngigen DNA zu beschreiben, basierend darauf, welcher Strang als Matrize für die Transkription dient. Der Sense-Strang enthält die genaue Nukleotidsequenz der mRNA, die für ein funktionelles Protein kodiert. Der Antisense-Strang dient als Matrize für die Transkription und enthält eine zur transkribierten mRNA komplementäre Nukleotidsequenz. Daher ist der Antisense-Strang für die Translation von Proteinen verantwortlich. Die Hauptunterschied zwischen Sinn- und Antisense-Strang ist das Der Sense-Strang kann nicht in mRNA transkribiert werden, während der Antisense-Strang als Matrize für die Transkription dient.

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist Sense Strand? – Definition, Eigenschaften, Struktur 2. Was ist Antisense-Strang? – Definition, Eigenschaften, Struktur 3. Was ist der Unterschied zwischen Sense- und Antisense-Strang?

Was ist Sense Strand

Der Sense-Strang wird als der kodierende Strang der doppelsträngigen DNA betrachtet, der von 5’-Richtung nach 3’-Richtung verläuft, basierend auf dem Template-Strang, der von 3’- nach 5’-Richtung verläuft. Es wird im positiven Sinne betrachtet. Der Sense-Strang enthält die komplementäre Nukleotidsequenz zu seinem Antisense-Strang aus doppelsträngiger DNA. Die mRNA enthält die gleiche Nukleotidsequenz wie der Sense-Strang und verläuft von 3' nach 5'. Der Sense-Strang enthält Codons, die die Nukleotidtripletts sind, die eine einzigartige Aminosäure in der Polypeptidkette spezifizieren. Codons, die von Genen verwendet werden, um ein funktionelles Protein zu kodieren, werden zusammenfassend als genetischer Code bezeichnet, der als universelles Merkmal fast aller lebenden Formen gilt.

Abbildung 1: Sense- und Antisense-Strang

Direkt nach der Transkription wird die resultierende mRNA als primäres Transkript bezeichnet. Das primäre Transkript besteht aus der genauen Nukleotidsequenz des Sense-Strangs, mit Ausnahme von Uracil, das anstelle von Thymin vorhanden ist. Das primäre Transkript kann einer zusätzlichen Bearbeitung unterzogen werden, bevor es den posttranskriptionellen Modifikationen ausgesetzt wird. Die Entfernung von Introns durch Spleißen und das Hinzufügen von 5’-Kappe und einem 3’-Poly-A-Schwanz sind die posttranskriptionellen Modifikationen, die an der Produktion einer reifen mRNA beteiligt sind.

Was ist Antisense-Strang?

Der komplementäre Strang zum Sense-Strang im DNA-Doppelstrang wird als Antisense-Strang bezeichnet, der von 3’-Richtung zu 5’-Richtung verläuft. Der Antisense-Strang wird als im negativen Sinne betrachtet. Es dient als Matrize für die mRNA-Synthese, Transkription. Daher ist der Antisense-Strang für die Aminosäuresequenz des translatierten Polynukleotids verantwortlich. Der Antisense-Strang enthält Anti-Codons, die in tRNAs vorkommenden Nukleotidtripletts. Das Anti-Codon ist komplementär zum Codon. Während der Transkription fügt die RNA-Polymerase, das Enzym, das an der Transkription beteiligt ist, komplementäre Nukleotide zum Matrizenstrang hinzu. Die synthetisierende mRNA wird temporär an den Matrizenstrang durch Bildung von Wasserstoffbrücken mit ihren komplementären Basen im Matrizenstrang angeheftet. Die RNA-Polymerase fügt Uracil als komplementäre Base zu Adenin anstelle von Thymin hinzu.

Die Sense- und Antisense-Stränge spielen eine entscheidende Rolle bei der RNA-Interferenz innerhalb der Zelle. RNA-Interferenz ist ein natürlicher Mechanismus, der von Zellen genutzt wird, um die Genexpression zu regulieren. Während der RNA-Interferenz wird die Genexpression durch die Produktion eines Antisense-DNA-Oligonukleotidstrangs unterdrückt, der komplementär mit dem transkribierten mRNA-Strang eines bestimmten Gens basengepaart sein kann. Die sich bildende doppelsträngige RNA-DNA-Struktur wird durch Dicer-Proteinkomplexe abgespalten, wodurch die mRNA aus dem System entfernt wird. Der Mechanismus der RNA-Interferenz ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: RNA-Interferenzmechanismus

Unterschied zwischen Sense- und Antisense-Strang

Richtung

Sinnesstrang: Der Sinnesstrang ist in 3’ bis 5’-Richtung gerichtet.

Antisense-Strang: Der Antisense-Strang ist in 5’-3’-Richtung gerichtet.

Transkription

Sinnesstrang: Der Sense-Strang wird nicht in mRNA transkribiert.

Antisense-Strang: Der Antisense-Strang wird in mRNA transkribiert.

Messenger-RNA

Sinnesstrang: Der Antisense-Strang enthält die gleiche Nukleotidsequenz wie die mRNA, außer Thymin.

Antisense-Strang: Der Antisense-Strang ist der Matrizenstrang für die RNA-Synthese. Daher enthält es die zur mRNA komplementäre Nukleotidsequenz.

Codon/Anticodon

Sinnesstrang: Der Sense-Strang enthält Codons.

Antisense-Strang: Der Antisense-Strang enthält Anti-Codons.

Wasserstoffbrückenbindung

Sinnesstrang: Zwischen dem Sense-Strang und der synthetisierenden mRNA werden keine Wasserstoffbrücken gebildet.

Antisense-Strang: Nukleotide im Antisense-Strang sind vorübergehend mit den komplementären Nukleotiden in der synthetisierenden mRNA über Wasserstoffbrückenbindungen verbunden.

RNA übertragen

Sinnesstrang: Der Sense-Strang enthält die komplementäre Nukleotidsequenz als tRNA.

Antisense-Strang: Der Antisense-Strang enthält die gleiche Nukleotidsequenz wie die tRNA.

Abschluss

Die beiden DNA-Stränge in der doppelsträngigen DNA werden als Sense- und Antisense-Stränge bezeichnet. Die Benennung der beiden Stränge als Sense und Antisense bezieht sich auf die Perspektive auf den Template-Strang. Als Matrize während der Transkription dient der Antisense-Strang, der von 3’ nach 5’ verläuft. Die komplementären Nukleotide zum Antisense-Strang werden dem mRNA-Strang durch das RNA-Polymerase-Enzym hinzugefügt. Der Sense-Strang verläuft von 5' nach 3' und enthält die gleiche Basenpaarsequenz wie die transkribierende mRNA. Daher wird der Sense-Strang als kodierender Strang bezeichnet. Der Antisense-Strang wird als nicht-kodierender Strang bezeichnet. Es enthält Anti-Codons, genau wie die tRNA. Der Hauptunterschied zwischen Sense- und Antisense-Strang besteht darin, dass sie als Matrize für die Transkription dienen.

Referenz:1.Griffiths, Anthony JF. "Funktionale Transkripte erstellen." Moderne genetische Analyse. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1999. Web. 23. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „DNA-Transkription“ von Dovelike – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Antisense-DNA-Oligonukleotid“ von Robinson R – RNAi Therapeutics: Wie wahrscheinlich, wie bald? Robinson R PLoS Biologie Vol. 2, No. 2, Nr. 1, e28 doi:10.1371/journal.pbio.0020028 (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia