monocistronisch

Monocistronisch bezeichnet in der Molekularbiologie eine Eigenschaft von Transkripten, bei der die Information für die Synthese eines einzelnen Proteins getragen wird. Typischerweise handelt es sich um eine mRNA, die ein einziges offenes Leseraster codiert und somit nur ein Polypeptid hervorbringt.

Verbreitung und Bedeutung: Monocistronische Transkripte sind in Eukaryoten die Norm. Jede mRNA stammt von einem einzelnen Gen und wird in der Regel durch cap-abhängige Mechanismen am 5'-Ende translatiert, mit einer Polyadenylierung am 3'-Ende, was Stabilität und Translation unterstützt. Polycistronische Transkripte, die mehrere ORFs in einem einzigen Transkript enthalten, sind dagegen typisch für viele Prokaryoten und für einige Organellengeneome, wo mehrere Proteine koordiniert aus einer gemeinsamen Transkriptionslage exprimiert werden. Es gibt Ausnahmen, und auch in normalerweise monocistronischen Systemen können unter bestimmten Umständen unterschiedliche Transkriptarten vorkommen.

Translation und Regulation: Monocistronische mRNA besitzen typischerweise eine einzelne Startcodon-Region (AUG) und, in Eukaryoten, eine 5'-Cap-Struktur sowie UTRs, die Stabilität, Transport und Translation regulieren. In Prokaryoten erfolgt die Initiation meist am Shine-Dalgarno-Annäherungsbereich vor dem Startkodon; selbst hier können monocistronische Transkripte eine einfache, einzelne Initiation besitzen.

Bedeutung: Die Monocistronizität ermöglicht eine individuelle Regulation jedes Gens und eine feinkörnige Kontrolle der Proteinsynthese. Sie steht im Gegen­satz zur koordinierter Expression mehrerer Gene aus einem einzigen Transkript, wie sie bei polycistronischen Transkripten beobachtet wird.