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

2. Enzyme

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

Transkription

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.

Achtung: Die RNA-Prozessierung findet nur bei Eukaryoten statt!

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.

Anfang
Capping
Polyadenylierung

(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
Alternatives Spleißen
A
B
C

Translation

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.

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Gensonne

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
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