Transkription und genetischer Code: Phasen, Ablauf und Eigenschaften

Zusammenfassung

Der Text erklärt die Transkription als Kopieren der DNA-Information in RNA, die für die Proteinsynthese genutzt wird. Er beschreibt die Voraussetzungen des Prozesses sowie seine Phasen Initiation, Elongation, Termination und Reifung. Außerdem werden die Merkmale des genetischen Codes dargestellt, etwa seine Universalität und Degeneriertheit.

Kernpunkte

Bei der Transkription wird ein RNA-Strang gebildet, dessen Sequenz mit einem DNA-Strang identisch ist.
Zur Transkription werden eine DNA-Vorlage, Ribonukleotid-Triphosphate und Enzyme, insbesondere die RNA-Polymerase, benötigt.
Die Transkription verläuft in vier Phasen: Initiation, Elongation, Termination und Reifung (Prozessierung).
Bei Eukaryoten wird am 5'-Ende eine Cap-Struktur angefügt, die als Startsignal für die Translation dient.
Der genetische Code ist universell und degeneriert, da die meisten Aminosäuren durch mehr als ein Codon kodiert werden.
Im primären RNA-Transkript werden bei der Reifung die Introns entfernt und die Exons verknüpft.

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Transkription: Definition und Prozess

Die Transkription ist der Prozess, bei dem ein Teil der genetischen Information von ihrer ursprünglichen Form (DNA) in eine andere Form (RNA) kopiert wird, die direkt für die Proteinsynthese genutzt werden kann. Dabei wird ein RNA-Strang gebildet, dessen Sequenz identisch mit einem Strang der DNA-Doppelhelix ist.

Voraussetzungen

Die Transkription erfordert:

Einen DNA-Strang als Vorlage
Ribonukleotid-Triphosphate
Enzyme (insbesondere RNA-Polymerase)

Phasen der Transkription

1. Einleitung (Initiation)

Die RNA-Polymerase erkennt spezifische kurze Sequenzen von Stickstoffbasen, an die sie sich bindet. Die RNA-Polymerase öffnet die DNA-Doppelhelix, um die Einbeziehung der Ribonukleotide zu ermöglichen.

2. Dehnung (Elongation)

Es erfolgt die schrittweise Addition von Ribonukleotiden zur Bildung der RNA. Die RNA-Polymerase bewegt sich entlang des DNA-Strangs in 3'-5'-Richtung, während die RNA-Synthese in 5'-3'-Richtung erfolgt.

Die synthetisierte RNA-Kette ist komplementär zum DNA-Matrizenstrang und entspricht somit der Sequenz des anderen DNA-Strangs. In Eukaryoten wird nach der Verknüpfung von etwa 30 Ribonukleotiden am 5'-Ende eine "Cap"-Struktur (Methyl-Guanosin-Phosphat) hinzugefügt, die als Startsignal für die Translation dient.

3. Kündigung (Termination)

Die RNA-Polymerase erkennt ein spezifisches Terminationssignal auf der DNA, beendet die Transkription und schließt die DNA-Blase.

4. Reifung (Prozessierung)

In Prokaryoten kann die mRNA direkt verwendet werden, während rRNA und tRNA als lange Ketten transkribiert werden, die anschließend zugeschnitten werden müssen. Das primäre RNA-Transkript besteht aus Exons und Introns. Bei der Reifung werden die Introns entfernt und die Exons miteinander verknüpft.

Der genetische Code

Der genetische Code weist folgende Merkmale auf:

Er besteht aus einer linearen Abfolge von stickstoffhaltigen Basen.
Zwischen aufeinanderfolgenden Codons gibt es keine Leerzeichen oder Lücken.
Die Codons werden in 5'-3'-Richtung gelesen.
Er ist universell für alle Lebewesen, was auf einen gemeinsamen evolutionären Ursprung hindeutet (mit Ausnahmen bei Mitochondrien und einigen Protozoen).
Er ist degeneriert: Die meisten Aminosäuren werden durch mehr als ein Codon kodiert. Dies ist vorteilhaft, da eine Änderung in einer Base oft keinen Einfluss auf die Aminosäuresequenz hat.
Es besteht die Möglichkeit, dass dieselbe mRNA mehrere Startcodons besitzt, wodurch verschiedene Polypeptide synthetisiert werden können.

Häufige Fragen

Was ist Transkription?

Die Transkription ist der Prozess, bei dem ein Teil der genetischen Information von DNA in RNA kopiert wird. Die entstandene RNA kann direkt für die Proteinsynthese genutzt werden.

Was passiert bei der Reifung der RNA?

Bei der Reifung werden aus dem primären RNA-Transkript die Introns entfernt und die Exons miteinander verknüpft. Im Text wird dies als Prozessierung bezeichnet.

Warum ist der genetische Code degeneriert?

Er ist degeneriert, weil die meisten Aminosäuren durch mehr als ein Codon kodiert werden. Eine Änderung in einer Base hat dadurch oft keinen Einfluss auf die Aminosäuresequenz.