Abi-Special Proteinbiosynthese

In der Proteinbiosynthese werden Proteine hergestellt.

Das passiert in der Transkription und Translation aus den Erbinformationen der DNA.

Bei Eukaryoten gibt es dazwischen noch die RNA-Prozessierung.

Hintergrund

In der Proteinbiosynthese werden grundsätzlich Peptide gebildet. Größere Peptide (Polypeptide) werden dann auch Proteine genannt. Darunter versteht man vorallem:

1. Strukturproteine

• Strukturproteine kannst du dir als Bausteine vorstellen
• Sie bilden:Nicht sichtbare Strukturen, wie Spindelfasern (Zellteilung), Stützgewebe, etc.Sichtbare Strukturen, wie Fingernägel, Farbpigmente für Haare und Augen
  • Nicht sichtbare Strukturen, wie Spindelfasern (Zellteilung), Stützgewebe, etc.
  • Sichtbare Strukturen, wie Fingernägel, Farbpigmente für Haare und Augen

2. Enzyme

• Enzyme sind Proteine mit einer chemischen Funktion
• Sie beschleunigen chemische Reaktionen, z.B. in Stoffwechselprozessen

Transkription

In der Transkription wird die DNA durch die RNA-Polymerase in eine mRNA abgeschrieben. Das passiert in drei Phasen:

Initiation

• Erkennung eines Promotors durch RNA-Polymerase
• Bindung an den Promotor

Elongation

• Ablesen der DNA von 3' nach 5'

• mRNA-Synthese von 5' nach 3'

• Komplementäre Basenpaarung

  • Adenin - Uracil (!)
  • Guanin - Cytosin
  • Cytosin - Guanin
  • Thymin - Adenin

Termination

• Ein Terminator wird abgelesen
• RNA-Polymerase löst sich
• DNA windet sich und verschließt sich
• mRNA wird freigegeben

RNA-Prozessierung

In der Prozessierung wird die mRNA nochmal bearbeitet. Das dient dem Schutz, der Genregulation und der Erkennung am Ribosom.

Capping und Polyadenylierung

Der unreifen prä-mRNA wird an das 5'-Ende eine Cap-Struktur und an das 3'-Ende ein Poly-A-Schwanz angehangen.

(Alternatives) Spleißen

Die unreife prä-mRNA besteht aus Introns (nicht-codierend) und Exons (codierend). Beim Spleißen werden die Introns herausgeschnitten und die Exons zusammengefügt.

Das Spleißen kann verschiedenen Mustern folgen. Das heißt:

• Manchmal werden einzelne Introns nicht herausgeschnitten
• Exons können herausgeschnitten und verschieden aneinander gesetzt werden

Translation

Die Translation ist in Initiation, Elongation und Termination unterteilt. Jeweils 3 Basen der mRNA (Basentriplett oder auch Codon) werden in eine Aminosäure übersetzt.

Initiation

• Bindung an Ribosom
• Erkennung eines Startcodons
• Ablesen der DNA in 3'-Richtung

Elongation

• Übersetzung nach genetischen Code
• Verknüpfung der Aminosäuren zu einem Peptid

Der genetische Code

Termination

• Ablesen eines Stopp-Codons
• Abbau des Ribosoms
• Freigabe des (Poly-)Peptids

Genetischer Code

Die Codesonne, oft auch Gensonne genannt, ist eine schematische Darstellung zur Übersetzung des genetischen Codes. Sie zeigt, welche Aminosäure zu welchem Basentriplett passt.

Für den genetichen Code gilt:

• Lesen von 5´ nach 3´ (vom Inneren der Sonne nach außen)
• Triplett-Code (3 Basen codieren für eine Aminosäure)
• Kommafrei (lückenlose Aneinanderreihung der Tripletts)
• Nicht überlappend (eine Base gehört nur zu einem Triplett)
• Degeneriert (jedes Triplett codiert für eine Aminosäure; eine Aminosäure kann aber durch mehrere Tripletts codiert werden)
• Universell (gilt für fast alle Lebewesen)
• AUG = Startcodon (ergibt Methionin)
• UAA, UAG, UGA = Stoppcodon