Big Bang HTL 4, Schulbuch

62 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) wie im der DNA-Doppelstrang – G und C, A jedoch mit U (= Uracil). Die Transkription findet im Zellkern statt. Ähnlich der Replikation sind eine Reihe von Enzymen zum Ent- schrauben der DNA-Helix und zum Trennen der zwei Stränge notwendig. Das eigentliche Abschreiben der Information und Bilden der mRNA geschieht durch die RNA-Polymerase. Die einzel- strängige und im Vergleich zur DNA relative kurze mRNA kann nun den Zellkern durch die Kernporen verlassen. Abb. 5.6: Transkription Translation Im Zellplasma transportiert die mRNA die Information zu den Ribosomen im Cytoplasma oder ans raue ER. Bevor die mRNA dort ankommt wird sie meist noch verändert, Teile werden herausgeschnitten (EXONS) oder die Enden werden entfernt. Dieser Vorgang wird Splicing genannt. Die fertige mRNA gelangt dann zu einem Ribosom. Hier wird nun die Sprache gewechselt. Der genetische Code Es gibt 16 (4 × 4) Möglichkeiten für eine Abfolge von 2 DNA- Basen, 64 (4 × 4 × 4) Möglichkeiten bei drei. Man benötigt also drei Basen, ein sogenanntes Triplett oder Codon , um eine der 20 Aminosäuren zu kodieren. Es werden aber nicht nur 20 sondern alle 64 Möglichkeiten verwendet. Die aller- meisten Aminosäuren sind deshalb durch mehr als ein Trip- lett kodiert. Dies wird als Redundanz des genetischen Codes bezeichnet. ( F10 ) In der „Grammatik“ des genetischen Codes gibt es einige Besonderheiten. Das Basentriplett AUG steht für die Amino- Abb. 5.5: von der DNA zum Protein säure Methionin und markiert immer den Beginn der Trans- lation. Deshalb wird es auch Startcodon genannt. Die mRNA wird nicht in ihrer gesamten Länge übersetzt sondern im- mer ab dem ersten AUG Triplett. Die Codons UAA, UAG und UGA beenden dann die Translation. Sie kodieren nicht für eine Aminosäure sondern führen zur Beendigung der Trans- lation. Auf der mRNA gibt es vor dem Start- und nach dem Stopp-Codon einen Bereich, der nicht in ein Protein übersetzt wird. Diese Bereiche dienen vor allem der Regulation. Abb. 5.7: Codesonne: Das Lesen erfolgt von innen nach außen: Der innerste Kreis enthält die erste Base des Codons, der nächst äußere die 2. Dann folgt im nächsten Kreis die dritte Base. Ganz außen lässt sich die entsprechende Aminosäure ablesen. Es gibt 64 verschiedene tRNAs, eine für jedes Codon. Sie tragen an einem Ende eine Aminosäure , am anderen Ende liegt im mittleren „Kleeblatt“ ein Basentriplett frei, das ge- nau auf das Codon der entsprechenden Aminosäure passt. Dieses Triplett wird deshalb als Anticodon bezeichnet. ( F11 ) Welches Codon welcher Aminosäure entspricht, ist in allen Lebewesen ident. Man spricht von einem universel- len Code (Abb. 5.7) Wie funktioniert die Übersetzung? Die Übersetzung in ein Protein erfolgt an den Ribosomen . Jedes Ribosom besteht eigentlich aus zwei Teilen, einer größere n und einer kleineren Untereinheit . Erst wenn eine mRNA zur Übersetzung da ist, binden diese beiden Unterein- heiten an die RNA, bilden dort das fertige Ribosom und „klemmen“ die mRNA quasi dazwischen ein (siehe Abb. 5.9). Das Ribosom gleitet während der Übersetzung das mRNA- Molekül entlang. Es befinden sich immer drei Codons im Inneren des Ribosoms. Bei der Translation spielt die tRNA (= transfer RNA) eine wichtie Rolle. tRNAs bestehen aus einem kurzen (ca. 80 Basen) RNA-Strang mit einer sehr charakteristischen Struktur, die manchmal als Kleeblatt dar- gestellt wird, diesem aber eigentlich nicht wirklich ähnelt (siehe Abb. 5.8). Nur zu Prüfzwecken – Eige tum des Verlags öbv