Genexpression: Transkription, Reifung, Code & Translation

Transkription

Die Transkription erfolgt in 3 Stufen:

• 1. Einleitung

  Die RNA-Polymerase liest den Template-DNA-Strang. Promotoren signalisieren den Beginn des Prozesses. Die Bindung der RNA-Polymerase an den Promotor führt zur Öffnung des DNA-Doppelstrangs.

• 2. Dehnung

  Die RNA-Polymerase fügt Nukleotide einseitig (in 5' nach 3' Richtung) hinzu. Das Leseraster und die Polymerisation ähneln denen der Replikation. In Eukaryoten wird am 5'-Ende ein Stück namens Methylguanosinphosphat (Cap) angefügt, das als Startsignal für die Translation dient.

• 3. Termination

  Terminationssignale werden von der RNA-Polymerase gelesen, woraufhin sich die Transkriptionsblase schließt und die RNA-Polymerase sich löst. In Eukaryoten erfolgt das Terminationssignal oft durch eine Schneidstelle (Cleavage Site), die oft ein Palindrom ist, gefolgt von der Anfügung einer Poly-Adenin-Sequenz (Poly-A-Schwanz) am 3'-Ende, was für die Reifung der RNA wichtig ist.

Reifung der RNA

Nach der Transkription findet ein Prozess namens Reifung statt, der nicht in Prokaryoten vorkommt. Eukaryotische Gene enthalten zwei Arten von Sequenzen:

• Introns

  Sequenzen, die transkribiert, aber nicht übersetzt werden.

• Exons

  Sequenzen, die transkribiert und übersetzt werden.

Ein Komplex namens Spleißosom ist dafür zuständig, die Introns zu entfernen und die Exons zu verbinden (Spleißen).

Genetischer Code

Der Genetische Code ist ein Code, der auf der Beziehung zwischen der Basensequenz der mRNA und den Aminosäuren basiert, die diese Sequenz kodiert. Er hat folgende Eigenschaften:

• Universell: Gilt für fast alle bekannten Organismen.
• Entartet: Es gibt 64 mögliche Tripletts (Codons), aber nur 20 Aminosäuren. Mehrere Tripletts können für dieselbe Aminosäure kodieren.
• Eindeutig (nicht unvollkommen): Ein Triplett kodiert immer nur für eine einzige Aminosäure.

Translation

Die Translation (Proteinbiosynthese) ist der Prozess, bei dem die mRNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz übersetzt wird.

• Aktivierung von Aminosäuren

  Aminosäuren werden an ihre spezifische Transfer-RNA (tRNA) gebunden, wodurch Aminoacyl-tRNA entsteht. Dies geschieht, wenn die Aminosäure für die Translation benötigt wird.

Die Translation besteht aus 3 Phasen:

• 1. Einleitung

  Die mRNA bindet an die kleine Untereinheit des Ribosoms. Das Ribosom liest die mRNA und rückt vor, bis es das AUG-Codon (Initiationscodon) erreicht. Das AUG-Codon wird an der P-Stelle des Ribosoms positioniert. Die erste Aminoacyl-tRNA (die Methionin in Eukaryoten oder Formylmethionin in Prokaryoten trägt) bindet an das AUG-Codon an der P-Stelle. Danach schließt sich die große Untereinheit des Ribosoms an, wodurch der Initiationskomplex gebildet wird.