Polycistronische

Polycistronische beschreibt die Eigenschaft mancher Transkripte, mehrere kodierende Sequenzen (Cistrons) zu enthalten, aus denen jeweils Proteine entstehen. Typischerweise handelt es sich um mRNA, die aus einer einzigen Transkriptionseinheit mehrere Gene umfasst. Dieses Muster kommt vorwiegend in Prokaryoten und in den Genomen von Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten vor; in den Zellkernen der Eukaryoten sind Monocistronie-Transkripte dagegen die Regel.

In Bakterien treten polycistronische Transkripte häufig als Operons auf. Beispiele sind das Lac-Operon oder das Trp-Operon, bei denen eine einzige mRNA mehrere Enzyme codiert, die zusammen eine biochemische Funktion erfüllen. Jede kodierende Sequenz besitzt in der Regel eine eigene Ribosome-Bindungsstelle, sodass Ribosome an mehreren Stellen der gleichen mRNA starten können. Dadurch wird die gleichzeitige Synthese verwandter Proteine koordiniert.

Die Regulation polycistronischer Transkripte erfolgt durch gemeinsame Promotoren und Terminatoren sowie durch regulatorische Proteine (Repressoren, Aktivatoren) und manchmal kleine RNAs. Die Koordinierung erleichtert eine abgestimmte Mengensverteilung der benötigten Proteine. Translationaler Kopplung kann auftreten, sodass ein Ribosom nach dem Stoppen eines Gens direkt in das nächste übergeht.

Monocistronische Transkripte, wie sie überwiegend im Kern-DNA-Nukleus der Eukaryoten vorkommen, kodieren typischerweise nur ein Protein pro mRNA. Polycistronische Transkripte ermöglichen eine effiziente, gemeinsam regulierte Expression funktionell zusammengehöriger Gene.