Biologie: Vom Gen zum Protein
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[Bearbeiten] Stichworte
-Aminosäure -Protein
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] DNA - Genetische Information
Genetische Information = Sequenz der DNA enthält die genetische Information
Basen = A (Adenin), T (Thymin), C (Cytosin), G (Guanin)
Codon = Basentripplett der RNA (3 Basen) --> 4^3 --> Ein Codon kann 64 verschiedene Codierungen haben.
Codogen = Basentripplett der DNA (3 Basen) --> 4^3 --> Ein Codogen kann 64 verschiedene Codierungen haben.
[Bearbeiten] Transkription
Information der DNA wird in mRNA kopiert (Transkription). Die mRNA ist der Stoff mit dem die Genetische Information zu den Ribosomen transportiert wird, wo sie dann zu einem Protein umgesetzt wird.
[Bearbeiten] Verlauf der Transkription
- Die DNA entwindet sich und teilt sich in die beiden Einzelstränge.
- Komplementäre Nukleotide lagern sich an den codogenen Strang an.
- Die RNA-Polymerase verbindet die Nukleotiden zu einem RNA-Einzelstrang.
- Die Transkription verläuft immer von 3' nach 5'.
- Die Transkription endet, wenn eine bestimmte Basenfolge erreicht wird, die Stoppsequenz.
[Bearbeiten] Unterschiede von der mRNA zur DNA
- Die mRNA besteht aus einem Einzelstrang.
- Die Desoxyribose wird durch Ribose ersetzt.
- Die Base Thymin wird durch Uracil ersetzt.
- Der mRNA-Strang ist wesentlich kürzer als die DNA, da sie bei Eukaryoten nur die Abschrift eines Gens beinhaltet, bei Prokaryoten die weniger Gene.
[Bearbeiten] Der genetische Code
Die Basensequenz in der m-RNA enthält den Bauplan eines Polypeptids. Struktur und Reihenfolge der Aminosäuren sind hier gespeichert.
Es gibt 20 verschiedene für Lebewesen wichtige Aminosäuren. Wenn jede Base der m-RNA (U, C, A, G) für eine Aminosäure stehen würde, würde dieser Code nur für vier Aminosäuren ausreichen; auch bei Zweiercodes würde es nur 16 (4²) Kombinationsmöglichkeiten geben. Erst bei Dreierkombinationen(Tripletts) gibt es genug Kombinationen (64=4³) um alle Aminosäuren abzudecken. Da es nun 64 verschiedene Basenkombinationen (Codons) gibt, welche alle vorkommen, allerdings nur 20 Aminosäuren, stehen für fast alle Aminosäuren mehrere Codons. Deswegen ist der genetische Code redundant bzw. degeneriert. Es gibt einige besondere Codons:
- AUG steht für Methionin, das Startcodon. An dieser Stelle startet die Übersetzung in ein Protein. Das Methionin selbst wird später aus dem Protein entfernt.
- UAG, UAA und UGA entsprechen keiner Aminosäure, sie stehen für den Endpunkt eines Übersetzungsvorgangs und werden deswegen Stoppcodons genannt.
[Bearbeiten] Translation
Bei der Translation wird die genetische Information der mRNA mithilfe eines Ribosoms in ein Protein umgesetzt. Hierzu lagern sich zunächst die kleine und die große Untereinheit eines Ribosoms an dem 5'-3'-Ende der mRNA zu einem funktionstüchtigen Ribosom zusammen. Entsprechend des Codons der mRNA oder auch Basentriplets (siehe genetischer Code) lagert sich nun ein ein tRNA-Molekül mit einem passenden Anticodon an. Ein tRNA-Molekül hat eine Kleeblattstruktur und besteht aus etwa 80 Nukleotiden. Davon sind drei das Anticodon. Entsprechend dieses Anticodons ist zudem eine Aminosäure an die tRNA gebunden. Von der Code-Sonne müssen die Basen für die Bestimmung dieser Aminosäure in komplementärer Reihenfolge abgelesen werden. (Die Aminosäure Cystein benötigt als Codon der mRNA beispielsweise UGU, somit ist das entsprechende Anticodon auf der tRNA ACA). Sind Codon der mRNA und Anticodon der tRNA komplementär (passen also zueinander) verknüpft die große Untereinheit des Ribosoms die Aminosäuren miteinander und trennt sie von der tRNA. Das Ribosom rückt so lange vor und verknüpft die Amniosäuren, bis es das Stoppcodon (UAA, UAG, UGA) erreicht. Dort zerfällt es in seine Einzelteile und gibt das Protein frei, welches dann seine spezifische Raumstruktur einnimt.
