Matrize (Genetik)

Schema einer DNA-Replikationsgabel. Die Matrize besteht in diesem Beispiel aus dem türkisblau dargestellten Phosphatrückgrat sowie den dazugehörigen Basen, die jeweils mit ihrem Anfangsbuchstaben symbolisiert sind. Daran werden die beiden neuen DNA-Stränge synthetisiert, deren Phosphatrückgrat grün dargestellt ist. Die Pfeilrichtung gibt die Syntheserichtung (5' zu 3') an.

Als Matrize wird in der Genetik ein Quell-DNA- oder -RNA-Strang bezeichnet, an dem eine komplementäre DNA oder RNA synthetisiert wird. Der Begriff wurde analog zur Matrize in der Druckindustrie in die Genetik eingeführt. In der englischen Fachsprache fand eine ähnliche Herleitung statt, hier wird die Matrize als „template“ (englisch für Vorlage, Schablone) bezeichnet.

Da die Basen im neu synthetisierten Strang immer komplementär zu denen in der Matrize, also dem alten Strang, eingebaut werden (siehe Basenpaar), reicht die in der Matrize codierte Information aus, um den neu synthetisierten Strang genau zu definieren. Zwei gepaarte Nukleinsäure-Stränge, also gepaarte DNA oder RNA-Stränge, sind immer gegenläufig (auch: anti-parallel; siehe Desoxyribonukleinsäure). Da Nukleinsäuren ausschließlich vom 5'-Ende her Richtung 3'-Ende hin synthetisiert werden bedeutet dies, dass die Matrize immer vom 3'-Ende her zum 5'-Ende hin abgelesen werden.

Beispiele

Bei der DNA-Replikation wird der DNA-Doppelstrang zunächst durch Topoisomerase entwunden und durch Helicasen geöffnet. Die beiden Einzelstränge dienen dann als Matrizen, an denen durch DNA-Polymerase die beiden neuen Stränge synthetisiert werden.

Bei der Transkription von Genen dient der codierende Strang der DNA als Matrize zur Erstellung der mRNA.

Telomerase ist ein Enzym, das eine RNA-Matrize nutzt, um die DNA-Sequenz der Telomere, also die Endstücken der eukaryontischen Chromosomen, zu synthetisieren.

Quelle

Rolf Knippers: Molekulare Genetik. Georg Thieme Verlag, 9. Auflage, 2006. ISBN 978-3-13-477009-4. Bei Google Books.