Untranslated region

Als untranslatierter Bereich (abgekürzt UTR, engl. Untranslated Region) bezeichnet man in der Molekularbiologie die Randbereiche der mRNA, welche nicht für Proteine codieren.

Eine mRNA codiert für ein Protein, welches bei der Translation synthetisiert wird. Die mRNA beinhaltet aber auch Regionen, die nicht translatiert werden. In Eukaryoten sind diese Regionen die 5'-Kappe, 5'-UTR, 3'-UTR, und der poly-A-Schwanz (siehe Abbildung).

Die 5'UTR reicht vom Transkriptionsstartpunkt bis vor das Translationsstartcodon (also dem 5'-Ende der mRNA). Die 3'UTR beginnt hinter dem Translationsstoppcodon und erstreckt sich bis zum Polyadenylierungsstartpunkt (am 3'-Ende der mRNA).

Schematische Darstellung der mRNA. Die Größe entspricht Näherungsweise der einer menschlichen mRNA, mit einer Länge der 5' UTR von etwa 170 Nukleotiden und einer mittleren Länge der 3' UTR von 700 Nukleotide.

5'-UTR

Die 5'-UTR (5' untranslatierter Bereich, sprich 5-strich-UTR, engl. five prime untranslated region), auch als Leader-Sequenz bezeichnet, ist ein bestimmter Teil der mRNA bzw. der DNA, welche für diese mRNA codiert. Sie beginnt am Transkriptionsstartpunkt (Position +1) und endet vor dem Translationsstartcodon der codierenden Region. Normalerweise beinhaltet diese eine ribosomale Bindungsstelle, in Bakterien auch bekannt als die Shine-Dalgarno-Sequenz. Die 5'-UTR kann hundert oder mehr Nukleotide lang sein, die 3'-UTR sogar einige tausend.^[1]

Verschiedene regulatorische Sequenzen können im 5'-UTR liegen:^[2]

• Bindestellen für Proteine, welche die Stabilität der mRNA oder deren Translation beeinflussen kann.
• Regulatorische Elemente, welche unabhängig von Proteinen arbeiten, wie zum Beispiel Riboswitches.
• Sequenzen, welche die Initiation der Translation einleiten.

3'-UTR

Die 3'-UTR (3' untranslatierter Bereich, sprich 3-strich-UTR, engl. three prime untranslated region) ist ein Bereich der mRNA, welcher sich an die codierende Region anschließt. Sie beginnt hinter dem Translationsstoppcodon und reicht bis zum Polyadenylierungsstartpunkt.

Verschiedene regulatorische Sequenzen können in der 3'-UTR liegen:^[3]

• Eine Polyadenylierungssignalsequenz, welches den Abbruch des Transkripts etwa 30 Basenpaare hinter dem Signal markiert, gefolgt von einigen hundert Adeninresten.
• Bindestellen für Proteine, welche die Stabilität, oder den Transport der mRNA beeinflussen.
• Bindestellen für miRNAs.

Einzelnachweise

1. ↑ Lodish et al.: Molecular Cell Biology, 5th edition.
2. ↑ Pickering, B.M. & Willis, A.E. (2004): The implications of structured 5' untranslated regions on translation and disease. In: Semin Cell Dev Biol. Bd. 16, S. 39-47. PMID 15659338
3. ↑ Mazumder, B. et al. (2003): Translational control by the 3'-UTR: the ends specify the means. In: Trends Biochem. Sci. Bd. 28, S. 91-98. PMID 12575997 doi:10.1016/S0968-0004(03)00002-1

Weblinks

• UTRome.org (englisch)
• UTResource (englisch)
• Brief introduction to RNAM motifs (englisch)
• Medical Subject Headings: 3' Untranslated Regions (englisch)