Proteinbiosynthese bei Prokaryoten und Eukaryoten
Die Proteinbiosynthese ist ein fundamentaler zellulärer Prozess, der bei Prokaryoten und Eukaryoten unterschiedlich abläuft. Bei Prokaryoten findet der gesamte Vorgang im Cytoplasma statt, während er bei Eukaryoten zwischen Zellkern und Cytoplasma aufgeteilt ist.
Transkription bei Prokaryoten
Die Transkription bei Prokaryoten erfolgt direkt im Cytoplasma, da kein Zellkern vorhanden ist. Sie umfasst drei Hauptphasen:
- Initiation: Die RNA-Polymerase bindet an die Promoter-Region der DNA.
- Elongation: Die RNA-Polymerase bewegt sich entlang des codogenen Strangs und synthetisiert die mRNA.
- Termination: Die RNA-Polymerase löst sich von der DNA, wenn sie auf eine Terminatorsequenz trifft.
Vocabulary: Der codogene Strang ist der DNA-Strang, der als Matrize für die Transkription dient und in mRNA umgeschrieben wird.
Highlight: Bei der Transkription wird Thymin in der DNA durch Uracil in der mRNA ersetzt.
Translation bei Prokaryoten
Die Translation bei Prokaryoten findet an den Ribosomen im Cytoplasma statt und umfasst ebenfalls drei Hauptphasen:
- Initiation: Der Initiationskomplex bildet sich am Startcodon der mRNA.
- Elongation: Aminosäuren werden entsprechend der mRNA-Sequenz zu einer Polypeptidkette verknüpft.
- Termination: Bei Erreichen eines Stoppcodons wird das fertige Protein freigesetzt.
Example: Ein Codon wie AUG codiert für die Aminosäure Methionin und dient oft als Startcodon.
Definition: Polysomen sind mehrere Ribosomen, die gleichzeitig an einer mRNA Proteine synthetisieren.
RNA-Prozessierung bei Eukaryoten
Ein wesentlicher Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten in der Proteinbiosynthese ist die RNA-Prozessierung. Bei Eukaryoten wird die primäre RNA (Prä-mRNA) im Zellkern modifiziert, bevor sie als reife mRNA ins Cytoplasma transportiert wird.
Vocabulary: Spleißen ist ein wichtiger Schritt der RNA-Prozessierung, bei dem Introns entfernt und Exons zusammengefügt werden.
Alternatives Spleißen
Das alternative Spleißen ist ein Mechanismus, der die Genvielfalt bei Eukaryoten erhöht. Dabei können aus einem Gen verschiedene mRNA-Varianten und somit unterschiedliche Proteine entstehen.
Example: Beim alternativen Spleißen kann ein Exon weggelassen, ein Teil eines Introns beibehalten oder die Spleißstellen variabel gewählt werden.
Diese komplexen Prozesse der Proteinbiosynthese ermöglichen es Zellen, ihre Genexpression präzise zu regulieren und auf Umweltbedingungen zu reagieren.
