Gen

Genbegriff

Die Definition des Begriffs "Gen", der sich in den meisten Schulbüchern findet, ist ungefähr folgende:

Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der für ein Protein codiert.

Im Laufe der Zeit hat sich der Genbegriff jedoch stark gewandelt. Nach dem aktuellen Stand der Biologie ist es so:

"Ein Gen ist ... als ein Abschnitt der DNA-Sequenz definiert, der einem einzelnen Protein oder einer Reihe alternativer Proteinvarianten entspricht oder einem einzelnen katalytischen, regulatorischen oder strukturellen RNA-Molekül." ^[1]

Eine nicht ganz so abstrakte Definition des Genbegriffs findet sich in dem Lexikon der Biologie des Spektrum-Verlags ^[2]. Danach ist ein Gen ein DNA-Abschnitt, "der bestimmte Proteinbausteine codiert oder eine bestimmte Regulationsfunktion hat." Hier wird auch erwähnt, dass Gene zusammen mit Umwelteinflüssen die Ausbildung der Merkmale eines Organismus bestimmen.

Eukaryotische Gene

In jedem Schulbuch findet man heute die Information, dass eukaryotische Gene aus Exons und Introns bestehen, und vielleicht findet man dann auch eine Abbildung wie die folgende:

Vergleich verschiedener Schulbuch-Darstellungen eukaryotischer Gene
(C) bei den verschiedenen Verlagen

In dem Linder von 2019 sind die Exons fast so groß wie die Introns, auch die Darstellung im aktuellen Markl von 2023 unterscheidet sich in dieser Beziehung kaum. Im aktuellen Klett-Buch von 2023 sind die Größenverhältnisse schon etwas besser dargestellt.

Vergleichen wir solche Schulbuchdarstellungen nun mit den echten Größenverhältnissen. Die folgenden Daten wurden dem Lehrbuch von Alberts (2017) entnommen:

Tatsächliche Verteilung von Exons und Introns in einem eukaryotischen Gen
Autor: Ulrich Helmich 04/2024, Lizenz: siehe Seitenende

Ein durchschnittliches Eukaryoten-Gen ist ca. 27.000 Basenpaare groß und enthält im Schnitt 10 Exons mit zusammen ungefähr. 1.300 Basenpaaren, die durchschnittliche Länge eines Exons liegt bei 145 Basenpaaren ^[1]. Der Anteil der Exon-Basen beträgt also nur ca. 4,8% des Gens.

Hier noch ein paar weitere interessante Daten aus [1]:

• Das längste eukaryotische Gen umfasst 2,4 Millionen Basenpaare
• Die maximale Zahl von Exons in einem Gen beträgt 178.
• Das größte Exon ist ca. 17.106 Basenpaare lang.