Anatomie & Physiologie online

Anzeige

.

Physiologie

Tags: Physiologie, Genetik, Biologie, Zelle, Zellen, Zellkern, Erbinformationen, Ribosom, Proteinbiosynthese, Eiweiß, Eiweißsynthese, Transkription, Translation, Aminosäure, tRNA, mRNA, RNS, Polymerase, Desoxyribose, Zucker, Gerüst, Phosphat, Zuckergerüst, Enzym, Gen, genetischer Code, Triplett-Code, Triplett, Codon, Basen, Basen-Paar, Basenpaare, Basenabfolge, Nukleotidbasen, Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin, Nukleinsäure, Moleküle, Doppelstränge, Telomerase, Telomer, Telomere, Ketten, Einzelstrang, Aminosäurekette, Desoxyribonukleinsäure, DNS, Desoxiribo Nucleic Acid, DNA, Chromosom, Chromosomen, Doppelhelix, Mensch, Medizin, Biomedizin, Humanmedizin, Bild, Grafik, Illustration, Zeichnung

Genetik Transkription, Übertragung genetische Information von DNA-Strang auf RNS, Thymin, Adenin, Guanin und Cytosin
Transkription, Übertragung genetische Information von DNA-Strang auf RNS

Genetik Translation, Ribosom mit tRNA und Aminosäurekette
Translation, Ribosom mit tRNA und Aminosäurekette

Anzeige

Home

Anatomie

Physiologie

Wissenswertes

Impressum

E-Mail

Anatomie Atlas online, Anatomie des Menschen

Genetik, Transkription und Translation, Desoxyribonukleinsäure DNS Thymin, Adenin, Cytosin und Guanin

Die Tanskription ist ein biologischer Prozess, bei dem genetische Information von einer der beiden DNS-Stränge auf die RNS übertragen wird. Desoxyribose bildet das Zuckergerüst der DNA (Desoxyribonukleinsäure). Im menschlichen Organismus wird sie durch das Enzym Ribonukleotidreduktase synthetisiert. Der DNS-Strang dient als Matrize, so dass die Basensequenzen des DNS-Strangs und der RNS komplementär sind. Die Transkription wird im Zellkern durch DNS-abhängige RNS-Polymerasen katalysiert. In Form von Messenger-RNS wird die Erbinformation aus dem Zellkern geschleust um als Matrize bei der Proteinbiosynthese zu dienen. An den Ribosomen findet die Translation statt, die Übersetzung der in der Nukleotidsequenz der Messenger-RNA gespeicherten Erbinformation in die Aminosäuresequenz eines zu synthetisierenden Proteins. Die mRNA ist komplementär zu einen im Zellkern gelegenen Strang eines bestimmten DNA-Abschnittes. Die Aminosäuren werden an zur mRNA komplementäre tRNA-Basentripletts gebunden und an die Ribosomen herangeführt, wo sie sich entsprechend der in der mRNA codierten Sequenz aneinanderlagern. (Grafiken © Frank Geisler)

Physiologie Zellen
Proteinbiosynthese, Transkription, Translation

Die Proteinbiosynthese (Eiweißsynthese) ist die Herstellung eines Proteins oder Polypeptids. Sowohl Proteine als auch Polypeptide sind Ketten aus Aminosäuren, die sich in ihrer Länge und ihrer Abfolge unterscheiden. Sie werden auf Grund der in der Desoxyribonukleinsäure (DNS) gegebenen Erbinformation an den Ribosomen der Zellen gebildet.

Die Transkription ist ein Vorgang, der im Zellkern stattfindet. Er ähnelt stark der Replikation, nur dass nicht die gesamte DNA (DNS) „abgeschrieben“ wird. Nur ein kleiner Teil, ein Gen. Gene sind Abschnitte auf der DNA, bestimmte Nukleotidsequenzen. Weiterhin werden für die Abschrift nicht DNA-Nukleotide sondern RNA-Nukleotide verwendet. Das Abschreiben des Gens erfolgt durch das Enzym RNA-Polymerase (und andere Proteine), das als Substrat DNA und die Triphosphate ATP, UTP, CTP und GTP benötigt. Daraus wird komplementär zu einem DNA-Strang eine fortlaufende RNA-Kette (mRNA) unter Abspaltung der beiden jeweiligen Phosphatreste der Triphosphate erstellt. Das Startsignal für die Synthese wird durch eine bestimmte Nukleotidsequenz gegeben - meist GTA. Diese wird als erstes abgeschrieben. Man nennt sie Starter-Codon. Die Beendigung der mRNA-Synthese ist ebenfalls durch ein Terminator-Codon gegeben, das ATT, ATC oder ACT als Nukleotidsequenz hat.

Unter Translation versteht man die Übersetzung einer Basensequenz in eine Aminosäuresequenz. Die wichtigsten Komponenten der Proteinbiosynthese sind mRNA, tRNA, Aminosäuren usw.. Weiterhin werden Ribosomen benötigt. Es gibt keine strukturelle Verwandtschaft zwischen Codon und der dazugehörigen Aminosäure, und man benötigt daher einen Adaptor (die tRNA), der die Aminosäure bindet und das zugehörige Codon erkennt. Aus der Struktur der tRNA ist folgendes ablesbar:
1. Das Anticodon liegt stets an der gleichen Stelle, am Ende einer der Schleifen.
2. Basen des Anticodons sind nicht mit anderen Basen innerhalb des tRNS-Moleküls gepaart.
3. Aminosäure hängt am entgegengesetzten Ende des tRNA-Moleküls an einem der freien Enden.

Diese Eigenschaften bilden die Voraussetzungen für die Adaptorfunktion. Wegen der kompakten Form können an einem mRNA-Molekül nebeneinander mehrere tRNA-Moleküle gebunden werden, so dass jedes Codon lückenlos besetzt wird. Um einer Peptidbindung zwischen zwei Aminosäuren zu ermöglichen müssen diese in räumlicher Nähe zueinander gebracht werden. Da ein oder mehrere Enzyme dazu alleine nicht in der Lage sind, wird die Oberfläche einer großen supramolekularen Struktur benötigt. Diese Aufgabe erfüllen die Ribosomen.

Der genetische Code besteht aus vier Buchstaben, den Basen der DNA: Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin bilden die „Schrift“ der Gene. Die „Worte“ bestehen nur aus je drei Buchstaben (Triplett, Codon), z.B. GAC. Jedes dieser Tripletts wird auf die mRNA kopiert und schließlich von Ribosomen in eine bestimmte Aminosäure übersetzt. Hierbei muss beachtet werden, dass bei der RNA die Base Thymin durch Uracil ersetzt worden ist. Übertragen werden die Aminosäuren mit Transfer-RNA (tRNA), die das entsprechende Anti-Codon tragen, somit an die mRNA gebunden sind und die korrekte Aminosäure mit der vorhergehenden verknüpft. So wächst die Kette der Aminosäuren bis zum Stopp-Codon des Transkripts. Das ist für das Ribosom ein Signal, an dieser Stelle aufzuhören. Die Aminosäurekette des Proteins ist somit fertig.

Die Telomerase ist eine zelluläre reverse Transkriptase bestehend aus RNA und Proteinen. Die RNA enthält einen Sequenzabschnitt, der mit den Telomer-Wiederholungen am Ende des DNA-Stranges Basenpaare ausbilden kann und zugleich als wandernde Matrize für die Synthese von Telomer-Sequenzen am Ende der Chromosomen dient. Dank dieses Mechanismus wird die während der DNA-Replikation unvermeidliche Verkürzung der Telomere verlangsamt, was die Alterungsprozesse der Zelle hinauszögert und sie vor DNA-Schäden bewahrt, welche wiederum eine große Rolle bei der Kanzerogenese spielen.

(nach oben)
Medical Art Frank Geisler

Medical Art
Anzeige

Genetik, Telomerase im Telomer, Telomere sind Enden der Chromosomen - DNA Strukturelemente
Telomerase im Telomer, Telomere sind Enden der Chromosomen - DNA Strukturelemente

Genetik, Doppelhelix-Strang mit Desoxyribonukleinsäure DNS, Desoxiribo Nucleic Acid DNA
DNA-Strang aus molekularer Doppelhelix bestehend

medical art of the humans
from Frank Geisler

Nützliche Links im World Wide Web

anatomy art of the humans
from Frank Geisler

03.10.2013 © Frank Geisler