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Proteinbiosynthese bei Prokaryoten/ Eukaryoten

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Proteinbiosynthese bei Prokaryoten/ Eukaryoten

 Prokaryoten
DNA -> mRA
TRANSKRIPTION (1)
da kein Zellkern
-> Polypeptid
-> findet im Cytoplasma statt,
-> Information der DNA wird auf
mRNA

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- Transkription; Translation - RNA-Prozessierung; Alteratives Spleißen - Aminosäureaktivierung

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Prokaryoten DNA -> mRA TRANSKRIPTION (1) da kein Zellkern -> Polypeptid -> findet im Cytoplasma statt, -> Information der DNA wird auf mRNA überschrieben Initiation - RNA-Polymerase bindet an Promoter-Region (= spezifische DNA-Sequenz) des codierenden Strangs - DNA-Stränge entwinden sich lokal -> WSBB werden zwischen den Basen getrennt - Codogener Strang wird transkribiert Elongation - RNA-Polymerase bewegt sich in 3' 5'-Richtung am codogenen Strang - RNA-Polymerase verknüpft RNA- Nukleotide komplementär zum Matrizenstrang - RNA-Nukleotide werden am freien 3'-Ende verknüpft → der mRNA- Strang verlängert sich in 5'-3'- Richtung - An Stelle von Thymin wird Uracil in mRNA ,,eingebaut" - direkt nach dem Ablesen des DNA- Strangs schließt sich die DNA- Doppelhelix wieder und das RNA- Molekül löst sich Termination - RNA-Polymerase trifft irgendwann auf Terminatorsequenz -> löst sich vom mRNA-Strang und wird frei - mRNA diffundiert durch Zellkernporen in Cytoplasma ERGÄNZUNGEN TRANSKRIPTION - Warum in Zellkern? -> stabilisiert + schützt vor enzymatischen Abbau - Ergebnis ist einzelsträngiger mRNA-Strang Codierenden Strang (= nicht-codogener Strang) - ein Strang der doppelsträngigen DNA - besitzt gleiche Nukleotidsequenz wie mRNA (anstatt U jedoch T) - ,,Nichtmatrizenstrang" Codogener Strang - anderer Strang der doppelsträngigen DNA - dient als Matrizen für Transkription (= Matrizenstrang) und wird in mRNA transkribiert Codon (= Codetriplett) - drei aufeinanderfolgende Nucleotide eines DNA-Moleküls, die für eine bestimmte Aminosäure codiert sind - wird in Translation mit komplementären Anticodon der tRNA gepaart TRANSLATION (2) -> findet an Ribosomen im Cytoplasma statt -> Proteine werden synthetisiert Initiation - Kleine Untereinheit lagert sich in Nähe des Startcodons (-> AUG) der mRNA an -> bewegt sich dann zum Startcodon - Starter-tRNA (= tRNA mit Methionin beladen) bindet an mRNA - große ribosomale Untereinheit lagert sich so...

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an, dass Starter-tRNA in p-Stelle sitzt -> Initiationskomplex ist vollständig Elongation - mit Aminosäure beladene tRNA lagert sich an A-Stelle des Ribosoms (Anticodon passt zum Codon der mRNA) - Enzyme im Ribosomen katalysieren Übertragung der wachsenden Polypeptidkette von der tRNA in der P- Stelle zur tRNA in der A-Stelle - Durch Bewegung des Ribosoms gelangt die entladene tRNA in die E- Stelle und die tRNA mit Polypeptidkette in die P-Stelle - Entladene tRNAs verlassen das Ribosom und werden von Aminoacyl- tRNA-Synthetasen recycelt - Peptid wird von letzter tRNA gelöst und dadurch freigesetzt Termination - Gelangt Stopp-Codon in A-Stelle, bindet keine tRNA, sondern sog. ,,Release- Factor" an mRNA - Ribosomale Untereinheiten und Release-Factor lösen sich voneinander Aminashure Höchste Spezifität: - 20 Aminosäuren - 20 Synthetasen Nicht ganz so spezifisch: - tRNA-Moleküle (gibt mehr als 20) 5' -> dritte Base nicht so bedeutsam 3' RNA-Polymerase ROURAN mRNA DNA Prä-mRNA reife mRNAs 1 5' Exon 1 Exon 2 ↓ 1 Translation Protein 11 freigesetzte tRNA 5 2 Startcodon BURUA 6 wachsende Polypeptidkette Leserichtung P-Stelle A-Stelle Exon 3 1 3 3 O Exon 4 5 Transkription 1 MM Protein 2 Translation alternatives Spleißen Leserichtung 6 Exon 5 codogener Strang 5 Terminationsfaktoren) 1 mRNA- Bausteine Ribosom Aminosäure Peptidbindung Dor JAG ERGÄNZUNGEN TRANSLATION - jede Phase wird durch weitere Proteine unterstützt (Initiations-, Elongations-, AMINOSÄUREAKTIVIERUNG tRNA-Molekül wird mit entsprechend codierter Aminosäure beladen 3 - mehrere Ribosomen synthetisieren gleichzeitig an einer mRNA (= Polysom) Exon 6 MAMMAAAANH¾¾Ñ쵪¾ÂμA - spezielles Methionin (Formylmethionin = fMet) wird an Startcodon eingebaut, welches meist später wieder abgebaut wird -> nicht jedes Polypeptid beginnt daher mit Methionin Translation 6 Protein 31 - Endprodukt ist ein Polypeptid bzw. Protein 3' 5' 5 mit Aminosäure beladene tRNA Anticodon - 20 unterschiedliche Aminoacyl- tRNA-Synthetasen -> können je nur ein spezifisches tRNA- Molekül binden -> wird durch Aktives Zentrum erkannt - A. Zentrum -> spezifische Bindungsstelle für tRNA - Bindungsstelle -> Spaltung liefert notwendige Energie -> um Aminosäure an letztes Adeninnukleotid am 3'-Ende der tRNA zu binden mRNA Codon der mRNA 3' Exon- cap XXX Gen Abbau der mRNA Cytoplasma Chromatin Umstrukturierung Chromatin Transkription DNA Translation RNA Prozessierung pra-mRNA Transport in das Cytoplasma OO ●● Poly-A reile mRNA Zellkern reife mRNA Proteinbiocynthece wachsende Polypeptidkette 805-Ribosom Looooooo posttranslationale Modifikation Abbau des Proteins biologisch aktives Protein abgebautes Protein ALTERNATIVES SPLEIBEN - kommt nicht bei allen Genen vor Erhöhung der Genvielfalt durch beliebige Aneinanderreihungen oder Auslassen von Exons - unterschiedliche Genprodukte (Formen) entstehen - während Spleißen wird festgelegt, welche Sequenzen rausgeschnitten werden -> Proteine sind verantwortlich - wird variable geschnitten - jedes Intron besitzt 5'-splice site und 3'-splice site -> Introns und Exons werden da voneinander getrennt VERSCHIEDENE FORMEN DES ALTERNATIVEN SPLEIBENS - ein Exon kann weggelassen werden - ein Teil des 5'-Endes eines Introns kann behalten werden - ein Teil des 3´-Endes eines Introns kann behalten werden - ein ganzes Intron kann behalten werden - ein mittleres Teil eines Introns kann behalten werden Eukaryoten DNA -> Prä-mRNA -> reife mRNA TRANSKRIPTION (1) -> findet im Zellkern statt 2 SIEHE TRANSKRIPTION PROKARYOTEN RNA PROZESSIERUNG (2) -> Modifikation/ Reifung der Prä-mRNA zu mRNA -> findet statt da Prä-mRNA vom Zellkern zu Ribosomen transportiert werden muss Funktion - Schutz vor enzymatischen Abbau - Regulation der Lebensdauer einer mRNA - Entfernen funktionsloser DNA-Abschnitte - Vielfalt der synthetisierbaren Proteine Erkennung der mRNA für Translation - Wahrscheinlichkeit der Fehler ist geringer Capping - 5'-Cap-Struktur (= methyliertes Guanin) bindet sich an 5'-Ende der Prä-mRNA mRNA →> Polypeptid -> schützt mRNA vor Abbau von Enzymen (Nukleasen) -> zeigt an, dass mRNA nach Progressing ausgeschleust werden kann -> ermöglicht korrekte Anlagerung der Ribosomen an Polyadenylierung - Poly-A-Schwanz (= 50-250 Adenin-Nukleotide) bindet sich an 3 -Ende -> Schutz vor Abbau -> Regulation der Lebensdauer (-> wie oft mRNA abgelesen werden kann) Spleißen - Prä-mRNA besteht aus Introns und Exons -> Introns = nicht- codierte Abschnitte -> Exons = codierte Abschnitte - Spleißosom (= spezieller Enzymkomplex) bindet an Erkennungssequenz einer speziellen Basensequenz der mRNa + trennt diese auf - Introns werden aus Primärtranskript herausgeschnitten (= spleißen) bzw. entfernt - Exons werden an richtigen Stellen miteinander verbunden - reife mRNA entsteht (= Transkriptionsprodukt eines einzigen Gens) -> nur für ein Polypeptid codiert (= monocistronisch) TRANSKRIPTION (3) Transport in Cytoplasma - wird von Proteinhülle umgeben - nur jede vierte mRNA verlässt den Kern nach einer Qualitätskontrolle -> findet an Ribosomen in Cytoplasma statt SIEHE TRANSLATION BEI PROKARYOTEN

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da kein Zellkern
-> Polypeptid
-> findet im Cytoplasma statt,
-> Information der DNA wird auf
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Y

Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

- Transkription; Translation - RNA-Prozessierung; Alteratives Spleißen - Aminosäureaktivierung

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Protein 3' 5' 5 mit Aminosäure beladene tRNA Anticodon - 20 unterschiedliche Aminoacyl- tRNA-Synthetasen -> können je nur ein spezifisches tRNA- Molekül binden -> wird durch Aktives Zentrum erkannt - A. Zentrum -> spezifische Bindungsstelle für tRNA - Bindungsstelle -> Spaltung liefert notwendige Energie -> um Aminosäure an letztes Adeninnukleotid am 3'-Ende der tRNA zu binden mRNA Codon der mRNA 3' Exon- cap XXX Gen Abbau der mRNA Cytoplasma Chromatin Umstrukturierung Chromatin Transkription DNA Translation RNA Prozessierung pra-mRNA Transport in das Cytoplasma OO ●● Poly-A reile mRNA Zellkern reife mRNA Proteinbiocynthece wachsende Polypeptidkette 805-Ribosom Looooooo posttranslationale Modifikation Abbau des Proteins biologisch aktives Protein abgebautes Protein ALTERNATIVES SPLEIBEN - kommt nicht bei allen Genen vor Erhöhung der Genvielfalt durch beliebige Aneinanderreihungen oder Auslassen von Exons - unterschiedliche Genprodukte (Formen) entstehen - während Spleißen wird festgelegt, welche Sequenzen rausgeschnitten werden -> Proteine sind verantwortlich - wird variable geschnitten - jedes Intron besitzt 5'-splice site und 3'-splice site -> Introns und Exons werden da voneinander getrennt VERSCHIEDENE FORMEN DES ALTERNATIVEN SPLEIBENS - ein Exon kann weggelassen werden - ein Teil des 5'-Endes eines Introns kann behalten werden - ein Teil des 3´-Endes eines Introns kann behalten werden - ein ganzes Intron kann behalten werden - ein mittleres Teil eines Introns kann behalten werden Eukaryoten DNA -> Prä-mRNA -> reife mRNA TRANSKRIPTION (1) -> findet im Zellkern statt 2 SIEHE TRANSKRIPTION PROKARYOTEN RNA PROZESSIERUNG (2) -> Modifikation/ Reifung der Prä-mRNA zu mRNA -> findet statt da Prä-mRNA vom Zellkern zu Ribosomen transportiert werden muss Funktion - Schutz vor enzymatischen Abbau - Regulation der Lebensdauer einer mRNA - Entfernen funktionsloser DNA-Abschnitte - Vielfalt der synthetisierbaren Proteine Erkennung der mRNA für Translation - Wahrscheinlichkeit der Fehler ist geringer Capping - 5'-Cap-Struktur (= methyliertes Guanin) bindet sich an 5'-Ende der Prä-mRNA mRNA →> Polypeptid -> schützt mRNA vor Abbau von Enzymen (Nukleasen) -> zeigt an, dass mRNA nach Progressing ausgeschleust werden kann -> ermöglicht korrekte Anlagerung der Ribosomen an Polyadenylierung - Poly-A-Schwanz (= 50-250 Adenin-Nukleotide) bindet sich an 3 -Ende -> Schutz vor Abbau -> Regulation der Lebensdauer (-> wie oft mRNA abgelesen werden kann) Spleißen - Prä-mRNA besteht aus Introns und Exons -> Introns = nicht- codierte Abschnitte -> Exons = codierte Abschnitte - Spleißosom (= spezieller Enzymkomplex) bindet an Erkennungssequenz einer speziellen Basensequenz der mRNa + trennt diese auf - Introns werden aus Primärtranskript herausgeschnitten (= spleißen) bzw. entfernt - Exons werden an richtigen Stellen miteinander verbunden - reife mRNA entsteht (= Transkriptionsprodukt eines einzigen Gens) -> nur für ein Polypeptid codiert (= monocistronisch) TRANSKRIPTION (3) Transport in Cytoplasma - wird von Proteinhülle umgeben - nur jede vierte mRNA verlässt den Kern nach einer Qualitätskontrolle -> findet an Ribosomen in Cytoplasma statt SIEHE TRANSLATION BEI PROKARYOTEN