Grundlagen der Genetik 2. Proteinbiosynthese
Die Synthese von Proteinen ist für uns lebensnotwendig. Wie sie im Körper hergestellt werden und was das Erbmaterial damit zu tun hat, erfahren Sie hier.
Transkription und RNA
Die Abfolge der Basen A, T, C und G wird in Aminosäuren übersetzt. Jedes einzelne Gen liefert so die Vorlage für die Herstellung eines bestimmten Proteins. Die Erbinformation ist so wertvoll, dass nie direkt DNA für das Übersetzen verwendet wird. Es wird immer eine Kopie der DNA hergestellt - genannt Botensequenz oder m-RNA. Dieser Vorgang heißt Transkription. Die ersten Schritte bei der Transkription sind in oben stehendem Video dargestellt.
Nur einer der beiden Stränge enthält den Code für ein Gen. Das Pendant dient der Stabilität und dem Schutz vor chemischen Zersetzungsprozessen. An der Promotor-Stelle wird die Doppelhelix entwunden und die Basenpaare werden getrennt. Die Zelle braucht für diesen Vorgang Nukleotide - das ist eine Baueinheit aus Zucker, Phosphat und Base. Was weiter geschieht, zeigt das Video:
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Das Ergebnis der Transkription ist also eine Boten- oder m-RNA. Sie hat im Gegensatz zur DNA einen anderen Zucker: Ribose statt Desoxyribose - daher RNA statt DNA. Ein weiterer Unterschied zur DNA: Statt der Base Thymin (T) hat die RNA die Base Uracil (U). Das Video veranschaulicht dies:
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Translation
Die m-RNA wird über die Zellkernporen ins Zytoplasma ausgeschleust. Dort wird die m-RNA in Aminosäuren übersetzt. Dieser Vorgang heißt Translation. Der Code der m-RNA ist in Dreierbasen zusammengefasst: Immer drei Basen bilden ein Codon, das in eine Aminosäure übersetzt wird. Um die Dreiercodons zu entschlüsseln, wird ein Adapter benötigt: die Transfer-RNA oder t-RNA.Sie erkennt die Basenabfolge der RNA und ordnet die entsprechende Aminosäure zu.
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Die t-RNA besitzt auf der einen Seite drei Basen als Anti-Codon, auf der anderen Seite trägt sie die entsprechende Aminosäure. Den weiteren Verlauf der Translation zeigt das nebenstehende Video.
Die entstandenen Proteine benötigt der Körper innerhalb einer Zelle für den Transport, als Enzyme zum Beispiel für die Verdauung und als Baustoff für das Wachstum.
Die wichtigsten Begriffe auf einen Blick
DNA
Die DNA ist die Erbsubstanz. Sie liegt als Erbfaden im Zellkern jeder Zelle. Der Erbfaden ist wie eine Strickleiter aufgebaut. Die "Holme" der Leiter bestehen abwechselnd aus einem Zucker, der Desoxyribose, und Phosphat. Die Sprossen dieser Leiter werden von vier organischen Basen gebildet: Adenin (A) und Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G).
Doppelhelix
Die DNA ist schraubenförmig um ihre Achse gewunden (= Helix). Da es sich um eine "Leiter" mit zwei "Holmen" handelt, nennt man das Doppelhelix.
Chromosom
Wenn sich die Zelle teilt, verdrillt sich die DNA - sie wird sichtbar als Chromosom. Der Mensch besitzt 46 Chromosomen in jedem Zellkern.
Gen
Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA. In ihm sind Merkmale festgelegt, zum Beispiel die Haarfarbe. Der Mensch besitzt 30.000 - 50.000 Gene.
Basenabfolge
Jedes Gen hat eine andere, ganz bestimmte Abfolge der Basen Adenin (A) und Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). Sie entscheidet über die Ausprägung des Merkmals, zum Beispiel blonde Haare.
Transkription
Bei der Zellteilung wird die DNA kopiert. Man nennt diesen Vorgang Transkription. Das Ergebnis ist ein einzelner Strang, die Boten- oder m-RNA. Sie hat im Gegensatz zur DNA einen anderen Zucker: Ribose statt Desoxyribose. Statt der Base Thymin (T) hat die RNA die Base Uracil (U).
Translation
Die m-RNA wird im Zytoplasma in Aminosäuren übersetzt. Dieser Vorgang heißt Translation.