Ribosomale DNA

Als Ribosomale DNA (rDNA) werden jene Abschnitte der Desoxyribonukleinsäure (DNA) bezeichnet, die die Gene für ribosomale RNA (rRNA) enthalten. Solche Ribonukleinsäuren (RNA) sind ein funktionell wesentlicher Bestandteil der Ribosomen, an denen die Proteinbiosynthese stattfindet. Die einzelnen rRNA-Stränge entstehen jeweils durch Transkription von rDNA-Abschnitten. Es gibt verschiedene Arten von rRNA, die zentrale Funktionselemente von Ribosomen sind; sie werden nicht wie mRNA in Proteine übersetzt (translatiert).

In eukaryotischen Zellen gibt es rDNA nicht nur im Zellkern, sondern auch in den Mitochondrien, und bei Pflanzen zusätzlich in den Plastiden. Die von ihnen abgelesene rRNA wird nur in den Ribosomen dieser Organellen verwendet, nicht im Cytoplasma. Mitochondrien- und Plastiden-rDNA ähnelt von der Sequenz her der rDNA in Prokaryoten, wodurch die Endosymbiontentheorie gestützt wird.

Eukaryotische Zellen benötigen große Mengen rRNA. Daher kommt rDNA in vielen Kopien vor. Für rDNA sind tandemartig hintereinander liegende Kopien typisch, eine Form repetitiver DNA. Der Mengenanteil der rDNA am Genom ist für verschiedene Organismen unterschiedlich. Beim Menschen sind es etwa 0,4 %, auf 10 der 46 Chromosomen, bei Drosophila melanogaster etwa 17 %.

Es werden nicht in allen Zellen immer alle rDNA enthaltenden chromosomalen Abschnitte abgelesen und für die rRNA-Synthese verwendet. Die aktiven rDNA-Abschnitte sind im Zellkern auf einen oder wenige dichte Bereiche konzentriert, die Nucleoli (auch: Nukleoli; Einzahl: Nucleolus) oder Kernkörperchen. Die rDNA enthaltenden Abschnitte werden daher auch als „Nucleolus organisierende Regionen“ (NORs) bezeichnet. Prokaryoten, Mitochondrien und Plastiden bilden keinen Nukleolus aus.