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Genetik

Rna ribonukleinsäure

Rna polymerase

Einfacher Transkription Ablauf: Von Initiation bis Termination

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Einfacher Transkription Ablauf: Von Initiation bis Termination

Alisa

@ali_60fd83

2.818 Follower

Die Transkription ist ein fundamentaler Prozess der Proteinbiosynthese bei Prokaryoten und Eukaryoten, bei dem genetische Information von DNA in RNA umgeschrieben wird.

• Die Transkription erfolgt in drei Hauptphasen: Initiation, Elongation und Termination
• Die RNA-Polymerase spielt eine zentrale Rolle bei der Synthese des RNA-Strangs
• Bei Prokaryoten findet die Transkription direkt im Cytoplasma statt, bei Eukaryoten im Zellkern
• Der Prozess wird durch spezifische Sequenzen (Promotor und Terminator) gesteuert
• Die Synthese erfolgt immer in 5' → 3' Richtung

19.12.2020

12763

TRANSKRIPTION BEI
PROKARIOTEN
Initiation
3 Schritte
↓
- RNA-Polymerase bindet an DNA am Promotor: 5'- TATAAT -3'
Diese Sequenz von o-Faktor

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Chemische Unterschiede zwischen DNA und RNA

Die chemischen Unterschiede zwischen DNA und RNA sind entscheidend für ihre jeweiligen Funktionen in der Zelle. RNA-Nukleotide bestehen aus dem Zucker Ribose, Phosphatsäure und einer Stickstoffbase. Im Gegensatz zur DNA enthält RNA Uracil anstelle von Thymin.

Highlight: Uracil in der RNA trägt keine Methylgruppe, im Gegensatz zu Thymin in der DNA.

DNA-Nukleotide enthalten den Zucker Desoxyribose, Phosphatsäure und eine Stickstoffbase. DNA-Moleküle sind in der Regel länger als RNA-Moleküle und liegen als Doppelstrang vor, während RNA meist einzelsträngig ist.

Der biologische Sinn der relativen Instabilität von mRNA liegt in der Regulierung der Proteinproduktion. Die Menge an vorhandener mRNA bestimmt die Menge des synthetisierten Proteins.

Example: Eine kurze Halbwertszeit der mRNA (etwa 2 Minuten bei Bakterien) ermöglicht eine schnelle Anpassung der Proteinproduktion an veränderte Bedingungen.

Die Instabilität der mRNA verhindert eine ständige Produktion von Proteinen, die nicht mehr benötigt werden, und schont so die Ressourcen der Zelle. Die freigesetzten Nukleotide können für andere Prozesse wiederverwendet werden.

Vocabulary: Die Halbwertszeit der mRNA ist die Zeit, in der sich die Menge der mRNA halbiert. Sie beträgt bei tierischen Zellen 4-24 Stunden.

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Transkription bei Prokaryoten

Die Transkription bei Prokaryoten erfolgt in drei Hauptschritten: Initiation, Elongation und Termination. Bei der Initiation bindet die RNA-Polymerase an den Promotor der DNA. Dieser hat die charakteristische Sequenz 5'- TATAAT -3', die vom Sigma-Faktor erkannt wird.

Vocabulary: Der Sigma-Faktor ist ein Protein, das die RNA-Polymerase zum Promotor führt und die Transkription initiiert.

Während der Elongationsphase entwindet die RNA-Polymerase die DNA und liest den Matrizenstrang (auch codogener Strang genannt) in 3' zu 5' Richtung ab. Gleichzeitig synthetisiert sie einen komplementären RNA-Strang in 5' zu 3' Richtung.

Highlight: Die Syntheserichtung der RNA ist immer 5' zu 3', während die Leserichtung der DNA 3' zu 5' ist.

Die Termination tritt ein, wenn die RNA-Polymerase den Terminator erreicht. An diesem Punkt löst sich die RNA-Polymerase von der DNA, und der neu synthetisierte RNA-Strang wird freigesetzt.

Definition: Der Terminator ist eine spezifische DNA-Sequenz, die das Ende eines Gens signalisiert und die Transkription beendet.

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Grundlagen der Transkription

Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese, bei dem Gene in Form von mRNA kopiert werden. Dieser Prozess wird durch die RNA-Polymerase katalysiert und beginnt am Promotor, der Startsequenz auf der DNA.

Die RNA-Polymerase entwindet die DNA-Doppelhelix, wodurch eine blasenartige Öffnung entsteht. Sie liest dann einen Strang (den Matrizenstrang) in 3' zu 5' Richtung ab und synthetisiert gleichzeitig einen komplementären RNA-Strang in 5' zu 3' Richtung.

Example: Wenn die DNA-Sequenz ATGC ist, wird die entsprechende RNA-Sequenz UACG sein, wobei Thymin durch Uracil ersetzt wird.

Der Prozess endet am Terminator, wo sich die RNA-Polymerase von der DNA löst und die fertige mRNA freisetzt.

Highlight: Bei Eukaryoten findet die Transkription im Zellkern statt, während die anschließende Translation im Cytoplasma an den Ribosomen erfolgt.

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Detaillierter Ablauf der Transkription

Der Transkriptionsablauf bei Prokaryoten lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen: Initiation, Elongation und Termination.

In der Initiationsphase bindet die RNA-Polymerase an den Promotor der DNA. Die Promotorsequenz 5'- TATAAT -3' wird von einem Sigma-Faktor erkannt, der evolutionär hochkonserviert ist.

Vocabulary: Der Sigma-Faktor ist ein Protein, das die Spezifität der RNA-Polymerase für bestimmte Promotoren erhöht.

Während der Elongation entwindet die RNA-Polymerase etwa 15 Basenpaare der DNA-Doppelhelix. Sie liest den Matrizenstrang in 3' zu 5' Richtung ab und synthetisiert gleichzeitig einen komplementären RNA-Strang in 5' zu 3' Richtung. Dabei werden Ribonukleosidtriphosphate als Bausteine verwendet.

Highlight: Die entstehende RNA ist antiparallel zum Matrizenstrang der DNA.

In der Terminationsphase erreicht die RNA-Polymerase den Terminator. Dies beendet die Transkription, die RNA-Polymerase löst sich von der DNA, und die DNA bildet wieder eine Doppelhelix.

Definition: Der Terminator ist eine spezifische DNA-Sequenz, die das Ende eines Gens markiert und die Transkription beendet.

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Chemische Unterschiede zwischen DNA und RNA

Highlight: Uracil in der RNA trägt keine Methylgruppe, im Gegensatz zu Thymin in der DNA.

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Vocabulary: Die Halbwertszeit der mRNA ist die Zeit, in der sich die Menge der mRNA halbiert. Sie beträgt bei tierischen Zellen 4-24 Stunden.

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Vocabulary: Der Sigma-Faktor ist ein Protein, das die RNA-Polymerase zum Promotor führt und die Transkription initiiert.

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Die Termination tritt ein, wenn die RNA-Polymerase den Terminator erreicht. An diesem Punkt löst sich die RNA-Polymerase von der DNA, und der neu synthetisierte RNA-Strang wird freigesetzt.

Definition: Der Terminator ist eine spezifische DNA-Sequenz, die das Ende eines Gens signalisiert und die Transkription beendet.

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Example: Wenn die DNA-Sequenz ATGC ist, wird die entsprechende RNA-Sequenz UACG sein, wobei Thymin durch Uracil ersetzt wird.

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Vocabulary: Der Sigma-Faktor ist ein Protein, das die Spezifität der RNA-Polymerase für bestimmte Promotoren erhöht.

Highlight: Die entstehende RNA ist antiparallel zum Matrizenstrang der DNA.

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