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Als Matrize wird in der Genetik ein Quell-DNA- oder -RNA-Strang bezeichnet, der beim Aufbau eines komplementären DNA- oder RNA-Stranges als Vorlage dient.

Schema einer DNA-Replikationsgabel. Als Matrize dienen hier die beiden DNA-Stränge, deren Rückgrat (Desoxyribose-Phosphat) türkisblau dargestellt ist. An ihnen wird jeweils über kömplementäre Basenpaarung ein neuer DNA-Strang aufgebaut, dessen Rückgrat hellgrün dargestellt ist. Die zugehörigen Nukleobasen sind durch ihre Anfangsbuchstaben symbolisiert, die Pfeilrichtung gibt die Syntheserichtung (5′→3′) an. Das Ergebnis der Replikation sind zwei DNA-Doppelstränge mit gleicher Basensequenz.

Bei der Synthese eines Nukleinsäurestranges unter Wirkung von Polymerasen wird die Reihenfolge seiner Bausteine, der Nukleotide, jeweils über komplementäre Basenpaarung durch die Abfolge von Nukleobasen im vorliegenden Matrizenstrang vorgegeben. Die in Form der festgelegten Formation abgelegte Information wird somit in der neuformierten Nukleotidsequenz weitergegeben. Doch hat der neu synthetisierte Strang nun eine zur Vorlage komplementäre Abfolge von Basen und läuft in seiner Richtung (5′→3′) der Matrize entgegen. Zwei so gepaarte Stränge von Nukleinsäuren, aus DNA oder RNA, sind immer gegenläufig, sie laufen antiparallel. Nukleinsäuren werden synthetisiert in 5′→3′-Richtung; die vorliegende Matrize wird dabei 3′→5′ in Gegenrichtung abgelesen.

Der genetische Begriff wurde in Anlehnung zum Begriff der Matrize in der Druckindustrie eingeführt. In der englischen Fachsprache fand eine ähnliche Herleitung statt, hier wird die Matrize als template (englisch für „Vorlage“ oder „Schablone“) bezeichnet.

BeispieleBearbeiten

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 codogene Strang der DNA als Matrize zur Erstellung der mRNA.

Telomerase ist ein Enzym, das eine RNA-Matrize nutzt, um die DNA-Sequenz von Telomeren an den Enden eukaryontischer Chromosomen zu synthetisieren.

QuelleBearbeiten