Transkription und Translation
Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem die genetische Information von der DNA auf RNA übertragen wird. Dieser Prozess lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen:
- Initiation: Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor, eine spezifische DNA-Sequenz vor dem Gen.
- Elongation: Die RNA-Polymerase synthetisiert den komplementären RNA-Strang entlang des DNA-Matritzenstrangs.
- Termination: Die Transkription endet, wenn die RNA-Polymerase die Terminatorsequenz erreicht.
Vocabulary: Promotor - Eine DNA-Sequenz, die als Bindestelle für die RNA-Polymerase dient und den Startpunkt der Transkription markiert.
Bei Eukaryoten durchläuft die primäre RNA-Transkript (prä-mRNA) noch weitere Modifikationen. Durch Spleißen werden nicht-codierende Abschnitte (Introns) entfernt, und am 5'- und 3'-Ende werden schützende Strukturen (Kappe und Poly-A-Schwanz) angehängt. Diese reife mRNA verlässt dann den Zellkern durch Kernporen.
Die Translation ist der Prozess, bei dem die genetische Information der mRNA in eine Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird. Dieser Vorgang findet an den Ribosomen im Cytoplasma statt und lässt sich in folgende Schritte unterteilen:
- Die mRNA bindet an das Ribosom.
- tRNAs mit passenden Anticodons bringen die entsprechenden Aminosäuren.
- Das Ribosom bewegt sich entlang der mRNA und verknüpft die Aminosäuren zu einer Kette.
Definition: Anticodon - Eine Sequenz von drei Basen auf der tRNA, die komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.
Die Epigenetik befasst sich mit vererbbaren Veränderungen der Genexpression, die nicht auf Änderungen der DNA-Sequenz beruhen. Ein wichtiger epigenetischer Mechanismus ist die DNA-Methylierung, die die Zugänglichkeit der DNA für die Transkriptionsmaschinerie beeinflusst.
Highlight: Epigenetische Modifikationen können durch Umwelteinflüsse hervorgerufen werden und sind oft reversibel.
Diese Prozesse der Genetik - von der DNA-Struktur über Replikation, Transkription und Translation bis hin zu epigenetischen Regulationsmechanismen - bilden die Grundlage für das Verständnis der molekularen Biologie und sind essentiell für die Einführung in die Genetik.
