Big Bang HTL 4, Schulbuch

60 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) RNA – Viele verschiedene Formen und Funktionen Die RNA wird nach ihren unterschiedlichen Funktionen ein- geteilt. Viele dieser Funktionen sind zurzeit noch gar nicht bekannt. Die wichtigsten RNA-Arten bzw. Funktionen sind: – mRNA(Messenger RNA) : mRNA transportiert die auf der DNA gespeicherte Information für den Aufbau eines Pro- teins ins Cytosol . – rRNA(ribosomale RNA): Die rRNA ist Bestandteil der Ribo- somen. Diese Zellorganellen katalysieren den Aufbau von Proteinen aus den Aminosäuren, dieser Prozess wird Translation genannt. ( F3 ) – tRNA(transfer RNA): Auch die tRNA spielt eine Rolle bei der Translation. Sie liefert die Bausteine, die Aminosäuren, und ist verantwortlich, dass die richtigen Aminosäuren eingebaut werden. Alle RNA-Moleküle werden im Zellkern in einem Prozess na- mens Transkription gebildet (siehe Abschnitt 5.3 für Details). Die Information über die Abfolge der Basen in der RNA ist in der DNA gespeichert. Im Gegensatz zur DNA werden RNA-Moleküle dauernd neu aufgebaut und sind nicht be- sonders stabil. Besonders gilt dies für die mRNA. Dafür sorgt auch ein Enzym im Cytosol, die RNAse . Sie spaltet die RNA in ihre Bausteine. Dies ist wichtig, da nicht immer alle Pro- teine in der Zelle im gleichen Ausmaß benötigt werden. Eine Möglichkeit der Regulation ist die Steuerung der RNA-Produktion . Dies macht nur Sinn, wenn die RNA nicht allzu lange haltbar ist. Ähnlich wie bei Proteinen ist auch bei der RNA die Struktur essentiell für die Funktion . Die mRNA ist deshalb ein linea- res Molekül, damit die darauf gespeicherte Information gut gelesen werden kann. Sowohl tRNA als auch rRNA bilden ganz spezifische dreidimensionale Strukturen (siehe Abb. 5.3), die an ihrer Funktion beteiligt sind. Abb. 5.3: Vereinfachte Strukturen der verschiedenen RNA Arten Zusammenfassung Die DNA übernimmt die Rolle des Informationsspeichers. Die verschiedenen Arten der RNA sind an der Weitergabe dieser Information und ihrer Übersetzung in die Sprache der Proteine beteiligt. Wichtig sind dabei: – mRNA : Informationstransport ins Cytosol – rRNA : Teil der Ribosomen, Übersetzung der mRNA ins Protein – tRNA : liefert die Aminosäuren für Proteinaufbau Z 5.2 Die Information wird kopiert Replikation Vor jeder Zellteilung muss die DNA der Zelle verdoppelt werden, damit beide Tochterzellen die gesamte Erbinforma- tion enthalten. Nur so kann das ganze Lebewesen mit den wichtigen Informationen versorgt werden. Die Informationen der DNA müssen also kopiert werden. Dieser Prozess wird Replikation genannt und er besteht aus einer Abfolge von Reaktionen, die jeweils durch eine oder mehrere Enzyme katalysiert werden. Abb. 5.4: Übersicht über den Prozess der Repilkation a. Entschraubung Die Replikation beginnt mit einem Enzym namens Topoiso- merase , das die DNA-Doppelhelix entschraubt. b. Trennen der Stränge Der nun gerade Doppelstrang wird durch ein weiteres Enzym, die Helicase , in zwei Einzelstränge aufgespalten . Damit diese sich nicht gleich wieder miteinander verbinden setzen sich kleine Proteine auf die Einzelstränge, die das verhindern. Es wird nie der gesamte DNA-Strang ent- schraubt und aufgespalten sondern die Helicase und Topoisomerase wandern während der Verdopplung den Strang entlang. Der aufgespaltene Teil der DNA wird als Replikationsblase bezeichnet. Bearbeite die Aufgaben! Erstelle eine Tabelle in der DNA und RNA hinsichtlich ihrer Struktur, den Orten in der Zelle, wo sie vorkom- men, ihrer Länge und ihrer Funktionen verglichen werden. L 5 F4 A2 Wenn ein DNA-Strang vorgegeben ist, wie ergibt sich aus dieser Information der 2. Strang (siehe Kapitel 1)? Wie kann DNA kopiert werden? Die Replikation der DNA wird semikonservativ genannt. Was bedeutet semikonservativ? F5 F6 F7 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv