Proteinbiosynthese

Die Transkription ist neben der Translation ein Hauptbestandteil der Proteinbiosynthese. In der Transkription werden transportfähige Kopien der DNA hergestellt, in Form von RNA bzw. der mRNA. In der Transkription wird folglich „umgeschrieben“. Dies geschieht im Zellkern. Wurde die mRNA hergestellt, wird sie in das Cytoplasma zu den Ribosomen transportiert.

Ablauf - Initiation

Die 1. Phase ist die Initiation. Die RNA-Polymerase fährt die DNA so lange ab, bis der Promotor erreicht ist. Der Promotor ist eine bestimmte Basensequenz

(TATAAA (häufiges Vorkommen von Thymin und Adenin)). Ab hier wird die DNA entwirrt und aufgespalten. Die Wasserstoffbrücken werden gelöst und aufgespalten.

Elongation

Die 2. Phase ist die Elongation. Nun wird die DNA in die mRNA „übersetzt“. Die RNA-Polymerase bewegt sich entlang des codogenen Einzelstrangs. Die Leserichtung ist von 3 ́-> 5 ́. Die RNA-Polymerase liest jede Base des codogenen Einzelstrangs ab und ersetzt die jeweils komplementären Nukleotide (Nukleotid = Phosphatrest, Base, Zucker) als mRNA. Die komplementären Nukleotide der mRNA wurden bereits erläutert. Die Geschwindigkeit der Transkription kann durch spezielle Proteine (Transkriptionsfaktoren) reguliert werden. Es gibt die „enhancer“ (Verstärker) und die „silencer“ (Dämpfer).

Termination

Die 3. Phase ist die Termination. Die Transkription wird hier beendet. Hierbei gerät die RNA-Polymerase an einen Terminator (Basensequenz). Die RNA- Polymerase löst sich und die mRNA liegt vor. Die mRNA liegt hier zunächst in einer prä-mRNA vor, da sie noch bearbeitet werden muss. Die Bearbeitung erfolgt im Rahmen der RNA-Prozessierung.

Einleitung

Die RNA liegt als prä-mRNA nach der Transkription vor. Die prä-mRNA ist anfällig für Schäden und enthält unwichtige Basensequenzen, deshalb findet die RNA-Prozessierung statt. Diese besteht aus der Polyadenylierung, dem Editing und dem Spleißen.

Polyadenylierung

Die Polyadenylierung besteht aus dem Capping (5 ́Cap) und dem Anfügen des Poly-A-Schwanzes (3 ́Ende-Schwanz aus Adenin Basen)

Editing

Bei dem Editing wird die Reihenfolge mancher Basen geändert, was die Proteinvielfalt erhöht.

Splicing

Nicht-codierende Abschnitte, die sogenannten Introns werden entfernt und die prä-mRNA liegt nun als reife mRNA vor.

Unterschied Eukaryoten & Prokaryoten

Einleitung

Die Translation ist neben der Transkription ein Hauptbestandteil der Proteinbiosynthese. In der Translation wird die mRNA „übersetzt“. Die zuvor entstandene mRNA wird zu den Ribosomen ins Cytoplasma transportiert. Dort wird die in der mRNA enthaltende Information durch den genetischen Code in eine Kette aus Aminosäuren entschlüsselt.

Aufbau der tRNA

Die tRNA ist eine RNA-Molekülklasse, die für den Transport von Aminosäuren zu den Ribosomen während der Proteinbiosynthese zuständig ist. Die tRNA hat eine charakteristische dreidimensionale Struktur, die durch die Basenpaarungen in der RNA-Sequenz gebildet wird. An einem Ende der tRNA befindet sich eine spezifische Aminosäurebindungsstelle, an der die passende Aminosäure gebunden wird.

Initiation

Die 1. Phase ist die Initiation. Damit die RNA abgelesen werden kann, werden Ribosomen benötigt. Diese besitzen 3 Bindungsstellen: A-Stelle (Aminoacyl), P-Stelle (Polypeptid), E-Stelle (Exit). Das Ribosom wandert bis zu einem Startcodon (Basentriplett „AUG“). Ab hier wird die Translation gestartet.

Elongation

Die 2. Phase ist die Elongation.

1/6: Die Ribosomen fahren vom 5´-Ende -> 3´-Ende die mRNA ab, solange bis das Startcodon AUG erreicht ist. Nun setzt sich eine tRNA an die mRNA. Sie verbindet sich mithilfe eines Anticodons an die mRNA. Die tRNA transportiert Aminosäuren.

2/6: Nun liest eine weitere tRNA ein Basentriplett aus und die Aminosäure von der P-Stelle wandert zur tRNA von der A-Stelle.

3/6: Die tRNA wandert auf die E-Stelle und löst sich vom Ribosom in das Cytoplasma.

4/6: Eine neue tRNA setzt sich an die A-Stelle.

5/6: Die Aminosäuren aus der P-Stelle setzten sich auf die Aminosäuren der A-Stelle.

6/6: Dieser Mechanismus wiederholt sich und eine lange Aminosäurekette wird gebildet.

Termination

Wenn ein Stoppcodon erreicht wird, wird die Translation beendet.

Zu den Stoppcodons gehören: UAA/UAG/UGA

Das Ribosom zerfällt in seine Einzelteile. Die Aminosäurekette liegt frei im Cytoplasma vor und bildet ein Protein.

Die Codesonne ist eine grafische Darstellung des genetischen Codes, der zeigt, wie mRNA-Basenabfolgen (Adenin, Uracil, Guanin und Cytosin) in Aminosäuren übersetzt werden. Der genetische Code besitzt mehrere wichtige Eigenschaften: Er ist degeneriert, da mehrere Codons dieselbe Aminosäure codieren können; er ist eindeutig, weil jedes Codon nur für eine bestimmte Aminosäure steht; er ist kommafrei, da die Basenabfolge ohne Lücken oder Trennzeichen gelesen wird; und er ist überlappungsfrei, da jedes Nukleotid nur zu einem Codon gehört. Zudem ist der genetische Code in fast allen Lebewesen universell, was bedeutet, dass dieselben Codons in den meisten Organismen die gleichen Aminosäuren ergeben.