Nichtkodierende Desoxyribonukleinsäure

Als nichtkodierende Desoxyribonukleinsäure (englisch noncoding DNA, früher auch junk DNA) werden diejenigen Teile der Desoxyribonukleinsäure bezeichnet, die nicht für Proteine codieren. Dennoch können sie unter den Gen-Begriff fallen, da zu einem Gen nicht nur die proteinkodierenden Abschnitte, sondern auch genregulatorische Bereiche wie Promotor- und Operatorsequenzen, sowie weitere cis-regulatorische Elemente gehören. Dies bedeutet für viele dieser DNA-Abschnitte somit keinesfalls – wie vom englischen Begriff junk DNA impliziert – dass diese DNA-Abschnitte funktionslos wären. Nichtkodierende DNA trägt zum Beispiel Nukleotidsequenzen, die zum Erkennen von Startpunkten bei der Initiation der Transkription und der Genregulation bzw. bei der DNA-Replikation während der Zellteilung benötigt werden.

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Beispiele

Untersuchungen an Cryptomonaden (einzelligen, Photosynthese betreibenden Eukaryoten) haben gezeigt, dass die Menge an so genannter nichtkodierender DNA proportional zur Größe des Zellkerns ist und vermutlich eine wesentliche Rolle für die Strukturierung des Zellkerns hat.

Die Untersuchung so genannter TIREs (transposable and interspersed repetitive elements) bei verschiedenen Insekten-Arten ergab ein in hohem Grad nicht zufälliges Muster, so dass auch hier eine - noch unbekannte - Funktion postuliert wird.

Im MHC-Komplex (MHC: Major Histocompatibility Complex, Haupthistokompatibilitätskomplex) von Säugetieren wurden sich wiederholende (repetitive) Folgen von GT und GA in der DNA festgestellt, die eindeutig nicht für Proteine kodieren können. Gleichwohl sind sie funktional, denn sie binden Zellkern-Proteine und sind vermutlich über die DNA-Protein-Interaktion an der Genregulation beteiligt.

In der menschlichen DNA werden zur Zeit ca. 95 % der Nukleotide als nichtkodierende DNA betrachtet, das heißt, maximal 5 % der Nukleotide, aus denen die DNA besteht, kodieren Erbinformation für Proteine. Diese Bereiche werden jedoch trotzdem zu einem großen Teil transkribiert, also in RNA umgeschrieben, wie durch das ENCODE-Projekt gefunden wurde, bei dem die funktionellen Elemente des Genoms beschrieben werden sollen.