Proteinbiosynthese: Transkription und Translation

Die Proteinbiosynthese ist ein komplexer Prozess, der aus zwei Hauptschritten besteht: der Transkription und der Translation. Dieser Vorgang ist fundamental für die Umsetzung genetischer Information in funktionelle Proteine.

Transkription

Der Transkription Ablauf beginnt mit der Aktivität der RNA-Polymerase 2, einem Enzym, das für die Synthese der mRNA verantwortlich ist. Die RNA-Polymerase erkennt den Promotor, eine spezifische Sequenz auf der DNA, die den Startpunkt des Gens markiert.

Definition: Der Promotor ist eine DNA-Sequenz, die der RNA-Polymerase signalisiert, wo ein Gen beginnt.

Die RNA-Polymerase spaltet die Wasserstoffbrückenbindungen der DNA, wodurch diese sich entspiralisiert und in zwei Einzelstränge aufteilt:

1. Den codogenen Strang (3'-5')
2. Den nicht-codogenen Strang (5'-3')

Highlight: Der codogene Strang dient als Vorlage für die Synthese der mRNA.

Die RNA-Polymerase setzt Nukleotide entlang des codogenen Strangs an, wobei diese bereits im Cytoplasma vorhanden sind. Am Ende des Gens signalisiert der Terminator das Ende der Transkription.

Vocabulary: Der Terminator ist eine DNA-Sequenz, die das Ende eines Gens markiert.

RNA-Prozessierung

Nach der Transkription durchläuft die unreife mRNA einen Prozess namens RNA-Prozessierung, der bei Eukaryoten besonders wichtig ist. Dieser Vorgang umfasst drei Hauptschritte:

1. Splicen: Entfernung unwichtiger Informationen
2. Capping: Hinzufügen einer Cap-Struktur zum Schutz vor Abbau
3. Polyadenylierung: Anfügen eines Poly-A-Schwanzes zum Schutz vor Abbau

Example: Die RNA-Prozessierung kann man sich wie das Redigieren eines Rohmanuskripts vorstellen, bei dem unwichtige Teile entfernt und schützende Elemente hinzugefügt werden.

Translation

Die Translation ist der zweite Hauptschritt der Proteinbiosynthese. Hierbei wird die Basensequenz der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt. Dieser Prozess findet an den Ribosomen statt.

Definition: Ein Basentriplett, auch Codon genannt, kodiert für eine spezifische Aminosäure.

Der Translation Ablauf beginnt am Startcodon und endet am Stoppcodon. Während der Translation spielt die tRNA eine entscheidende Rolle als Aminosäure-Lieferant. Sie besteht aus einer Aminosäure und einem Anticodon.

Das Ribosom hat drei wichtige Stellen:

1. A-Stelle: Hier bindet die beladene tRNA
2. P-Stelle: Hier wird die Aminosäure auf die wachsende Peptidkette übertragen
3. E-Stelle: Hier verlässt die entladene tRNA das Ribosom

Highlight: Die Verknüpfung der Aminosäuren erfolgt durch Peptidbindungen, wodurch schließlich die Aminosäurenkette entsteht, die das fertige Protein bildet.

Abschließend ist es wichtig, den Unterschied zwischen DNA und RNA zu verstehen:

• DNA ist doppelsträngig, enthält Desoxyribose und die Basen A, C, G, T
• RNA ist einzelsträngig, enthält Ribose und die Basen A, C, G, U

Diese Unterschiede sind entscheidend für die spezifischen Funktionen von DNA und RNA in der Proteinbiosynthese.