Leserahmen

Leserahmen bezeichnet in der Molekularbiologie die Art und Weise, wie eine Nukleotidsequenz in Dreiergruppen, sogenannte Codons, gelesen wird, um eine Aminosäuresequenz zu codieren. Die Leseart wird durch den Startpunkt festgelegt; auf einem gegebenen DNA- oder mRNA-Strang existieren drei mögliche Lesarten, je nachdem, an welchem Basenpaar der Zähler beginnt. Auf dem gegenläufigen Strang gibt es zusätzlich drei weitere Lesarten, insgesamt sechs potenzielle Leserahmen pro Sequenz.

In der Regel beginnt die Translation mit einem Startcodon (in mRNA AUG), das den Anfang einer offenen Leserahmen (ORF) markiert, und endet bei einem Stoppcodon (UAA, UAG oder UGA). Zwischen Start- und Stoppcodon ergibt sich die Abfolge codierter Aminosäuren. Nicht alle Frames ergeben funktionale Gene; manche enthalten frühere Stoppkodons oder führen zu unplausiblen Proteinen.

Frameshift-Mutationen, etwa durch Einfügungen oder Deletionen von Nukleotiden, verschieben das Lesen um eine oder mehrere Basen, wodurch die downstream-Aminosäuresequenz völlig anders wird und oft zu einem früheren Stopp führt. Solche Mutationen können Funktionsverlust oder neue Eigenschaften verursachen.

In der Genom-Annotation werden ORFs gesucht, um potenzielle Protein-codierende Regionen zu identifizieren. Software betrachtet alle sechs möglichen Leserahmen, um plausible Gene zu entdecken. Leserahmen sind grundlegend für das Verständnis der Genkodierung, der Proteinsynthese und der Folgen genetischer Varianten.