Transkription - Vom Gen zur RNA

Transkription ist der erste Schritt der Proteinherstellung und läuft nur im locker gepackten Euchromatin ab. Hier arbeiten drei verschiedene RNA-Polymerasen - die RNA-Polymerase II ist dein Star-Enzym, das die mRNA produziert.

Eukaryotische Gene sind nicht durchgängig codierend. Die Exons enthalten die wichtige Information für dein Protein, während die Introns später rausgeschmissen werden. Diese Struktur macht eukaryotische Gene flexibler als prokaryotische.

Die Initiation startet, wenn Transkriptionsfaktoren an die TATA-Box des Promotors binden. Zusätzlich docken Aktivatorproteine an die Enhancer-Region an - so wird gewebespezifisch entschieden, welche Gene aktiv sind.

Merktipp: Die RNA-Polymerase II liest die DNA in 3'-5'-Richtung ab, synthetisiert die mRNA aber in 5'-3'-Richtung - sie laufen antiparallel!

RNA-Processing - Die mRNA wird reisefertig gemacht

Bevor deine Prä-mRNA den Zellkern verlassen kann, braucht sie ein komplettes Makeover. Zuerst bekommt sie eine 5'-Cap-Struktur - das ist wie ein VIP-Pass für später. Am anderen Ende wird ein Poly-A-Schwanz mit 50-250 Adeninnucleotiden angehängt.

Diese beiden Strukturen sind mega wichtig: Sie schützen die mRNA vor Abbau durch Nucleasen und ermöglichen später die korrekte Bindung an die Ribosomen. Ohne sie funktioniert nichts!

Das Spleißosom übernimmt den wichtigsten Job - es schneidet die Introns raus und fügt die Exons zusammen. Dieser Prozess heißt Spleißen und verwandelt deine Prä-mRNA in eine reife, monocistronische mRNA.

Krass: Nur jede 4. mRNA schafft es durch die Qualitätskontrolle und verlässt tatsächlich den Zellkern!

Translation - Endlich wird das Protein gebaut

Die Translation startet nur mit der 5'-Cap-Struktur - ohne die erkennt das Ribosom deine mRNA nicht. Das Startcodon AUG muss in der speziellen Initiationssequenz 5'-ACCAUGG stehen, sonst läuft nichts.

Der Aufbau des Polypeptids verläuft in 5'-3'-Richtung und kostet Energie durch GTP-Spaltung. Bei einem Stoppcodon ist Schluss - das Ribosom löst sich auf und gibt das fertige Polypeptid frei.

Schon während der Translation faltet sich dein Protein in seine Sekundär- und Tertiärstruktur. Chaperone helfen dabei und sorgen für die korrekte Faltung - ohne sie würde das Protein nicht funktionieren.

Ribosomen arbeiten an zwei Orten: Frei im Zytoplasma für zelleigene Proteine oder am endoplasmatischen Retikulum für Membranproteine. Proteine mit Signalsequenz dirigieren das Ribosom automatisch zur ER-Membran.

Wichtig: Die Proteinbiosynthese startet immer an freien Ribosomen - erst die Signalsequenz entscheidet über den finalen Arbeitsplatz!