Ein Leserahmen ist eine Sequenz genetischer Information, die Daten enthält, die verwendet werden können, um Aminosäuren zu kodieren, die zu Polypeptidketten zusammengefügt werden können, um Proteine zu erzeugen. Leserahmen finden sich sowohl in DNA als auch in RNA. Forscher können Leserahmen untersuchen, um mehr über bestimmte Gene und die Prozesse zu erfahren, die die Genexpression beeinträchtigen können.
Im Fall von DNA enthält DNA Sätze von Nukleotiden, die als Tripletts oder Codons bekannt sind. Jedes Codon kann von RNA in ein anderes Triplett transkribiert und wiederum in eine Aminosäure übersetzt werden. Dieses System wird von jedem lebenden Organismus auf der Erde verwendet, um genetische Informationen zu kodieren. Das Genom des Organismus, die vollständige Sammlung der darin enthaltenen genetischen Informationen, enthält Anweisungen für alles, von der Anzahl der Gliedmaßen, die im Fall von Säugetieren in der Gebärmutter wachsen sollen, bis hin zu Bauplänen, mit denen Zellen beim Absterben ersetzt werden können.
Der Leserahmen ist der Abschnitt der DNA oder RNA, der Anweisungen zur Herstellung eines vollständigen Proteins enthält. In der DNA gibt es sechs potenzielle Leseraster, da der Beginn eines Leserasters davon abhängt, wo man mit dem Lesen beginnt, und DNA ist doppelsträngig. Bei RNA gibt es drei potenzielle Leserahmen. Es ist wichtig, den richtigen Startpunkt zu identifizieren, da sonst der Leserahmen transkribiert und als Kauderwelsch übersetzt wird. Anhand eines Leserahmens kann ein Forscher erkennen, welches Protein von der Gruppe der Codons kodiert werden soll.
Wie man sich vorstellen kann, stellt das Einfügen oder Löschen von Codons ein Problem dar. So wie man beim Lesen eines Buches verwirrt wird, bei dem eine Seite herausgerissen oder ein zufällig eingefügter Absatz eingefügt wurde, wird der Ausdruck der genetischen Information verwirrt, wenn ein Leserahmen verändert wird. Infolgedessen kann ein Gen möglicherweise nicht wie erwartet exprimiert werden und Menschen können angeborene Anomalien entwickeln. Dies ist eine Möglichkeit, wie Menschen genetische Anomalien erfahren können.
In einem offenen Leseraster können klare Start- und Stoppcodons identifiziert werden. Ein offener Leserahmen kann ein vollständiges Gen oder überlappende Gene enthalten; der genetische Code ist nicht immer so aufgeräumt, wie man es sich vorstellen könnte. Tatsächlich enthält der genetische Code eine Menge sogenannter nicht-kodierender DNA, was bedeutet, dass die DNA keine Funktion in Bezug auf die Genexpression zu erfüllen scheint. Nichtkodierende DNA kann interessante Informationen über die genetische Vererbung einer Spezies enthalten und andere Funktionen erfüllen, die im Laufe der Zeit entdeckt werden, wenn die Forscher mehr über das Genom erfahren.