Proteinbiosynthese bei Eukaryoten – einfach erklärt

Transkription & RNA-Processing

Die Transkription

Die Synthese der Prä-mRNA im Zellkern durch die RNA-Polymerase II.

• Initiation: Transkriptionsfaktoren und Aktivatorproteine binden an die Promotorregion (TATA-Box) und den Enhancer.
• Elongation: Die RNA-Polymerase liest den Matrizenstrang von $3' \to 5'$ und synthetisiert die mRNA von $5' \to 3'$.
• Termination: Nach dem Ablesen einer Erkennungssequenz löst sich die fertige Prä-mRNA.

Das RNA-Processing

Die Modifikation der Prä-mRNA zur stabilen, reifen mRNA vor dem Export aus dem Zellkern.

• Schutzkappen: Ein 5'-Cap-Struktur und ein Poly-A-Schwanz am $3'$-Ende schützen vor Abbau.
• Spleißen: Das Spleißosom schneidet nicht-codierende Introns heraus; informative Exons werden verknüpft.

💡 Tipp: Merk dir das Akronym kappt-spleißt-schützt für das Processing: Capping, Spleißen, Poly-A-Schwanz.

Die Translation

Ablauf der Translation

Die Übersetzung der reifen mRNA in ein funktionierendes Polypeptid im Cytoplasma.

• Initiation: Die kleine 40S-Untereinheit bindet an die 5'-Cap-Struktur; am Startcodon AUG lagert sich die große 60S-Untereinheit an.
• Elongation: Die mRNA wird von $5' \to 3'$ abgelesen, während tRNAs passende Aminosäuren anliefern.
• Termination: Ein Stoppcodon beendet die Synthese; das fertige Protein faltet sich mithilfe von Chaperonen.

Ribosomen-Typen

Eukaryoten besitzen größere 80S-Ribosomen an verschiedenen Orten.

• Freie Ribosomen: Befinden sich im Cytoplasma und synthetisieren lösliche Proteine.
• ER-Ribosomen: Sitzen auf dem endoplasmatischen Retikulum für Membran- und Exportproteine.

Beispiel:

• Codon: mRNA-Sequenz $5'\text{-AUG-}\dots$
• Anticodon: Passende tRNA $3'\text{-UAC-}\dots$ transportiert die Aminosäure Methionin.

💡 Tipp: Ohne die 5'-Cap-Struktur aus der Transkription kann das Ribosom im Cytoplasma gar nicht erst binden.