am Puls Biologie 8, Schulbuch

22 1.6 Die Translation Bei der Translation wird die Basensequenz in die Aminosäuresequenz übersetzt Aus der mRNA-Basensequenz muss die Zelle nun ein Protein bauen, also Aminosäuren in der ge- wünschten Reihenfolge aneinanderketten. Die- ser als Translation bezeichnete Vorgang erfolgt in allen Zellen nach demselben Mechanismus an den Ribosomen. Wie dieses Aneinanderketten genau funktioniert, wird im Folgenden erklärt und ist in Abbildung 15 dargestellt: Als Vermittlerin der Translation arbeitet die trans- fer-RNA (tRNA). Diese Art von RNA zeigt eine spe- zifische Struktur ( k Abb. 13): An einem Ende hat sie eine Erkennungsstelle für ein Basentriplett der mRNA. Dieses Triplett ist komplementär zu einem Codon der mRNA und heißt demnach An- ticodon . Am anderen Ende der tRNA haftet die Aminosäure, die zu diesem Codon gehört. Mit diesen beiden Bindungsstellen gleicht die tRNA einem Adapter zwischen mRNA und Aminosäure. Die „Beladung“ der tRNA mit der zum Anticodon gehörenden Aminosäure wird durch ein spezifi- sches Enzym katalysiert, die Aminoacyl-tRNA-­ Synthetase ( k Abb. 14). Dieses Enzym ist der eigentliche Dolmetscher der Nukleinsäure-­ Sprache in die Protein-Sprache. Die mit ihren Aminosäuren beladenen tRNA-Mo- leküle gelangen zu den Ribosomen. Dort werden die Aminosäuren in der durch die mRNA vorge- gebenen Reihenfolge verbunden. Dazu legt sich der mRNA-Strang zwischen die beiden Unterein- heiten des Ribosoms. Die mRNA-Tripletts sind dort so ausgerichtet, dass jeweils ein Anticodon der tRNA binden kann. Die Translation startet, wenn eine tRNA mit pas- sendem Anticodon an das mRNA-Triplett AUG bindet ( k Abb. 15 a). Dort bindet die tRNA, die mit der Aminosäure Met (Methionin) beladen ist. Am folgenden Codon (hier: CCG) bindet die nächste passende tRNA, beladen mit Pro (Prolin), das sich mit Met verbindet ( k Abb. 15 b und c). Die mRNA rückt ein Codon weiter in 5’-Richtung. Dadurch wird die entladene tRNA freigesetzt. Eine weitere Aminosäure (hier Tyrosin, Tyr) kann an das nächs- te Codon binden ( k Abb. 15 d). Dies schreitet voran, bis ein Stopp-Codon erreicht wird ( k Abb. 15 e). Dann zerfällt das Ribosom, die Ami- nosäurekette wird frei ( k Abb. 15 f). Die mRNA wurde sozusagen durch das Ribosom hindurch- gefädelt und ist nun für eine weitere Translation bereit. In den Ribosomen werden tRNA-Mole- küle mit Aminosäu- ren mit der mRNA so in Kontakt gebracht, dass die Aminosäu- ren zu einer Kette verbunden werden Struktur und Funktion Anticodon Bindungsstelle für Aminosäure Wasserstoff- brückenbindung Ribonucleinsäure (RNA) Strukturmodell der tRNA Symbol für tRNA Abb.13: transferRNA. Die tRNA hat eine Erkennungs- stelle für das mRNA-Molekül, das Anticodon, sowie eine Bindungsstelle für die zugehörige Aminosäure. Met Met ATP ADP Spezifische Enzyme beladen das tRNA-Molekül mit der passenden Aminosäure. Jede der 20 Aminosäu- ren hat ihren eigenen Typ von tRNA. Aminosäure-Stelle ATP-Stelle Aminoacyl-tRNA-Synthetase Aminosäure beladene tRNA tRNA P Abb.14: Beladung der tRNA. Die passende Aminosäure wird mittels eines Enzyms, der Aminoacyl-tRNA-Syn- thetase, an die jeweilige tRNA angehängt. Dies erfolgt unter Verbrauch von Energie (in Form von ATP). Basiskonzept Struktur und Funktion: Die tRNA stellt ein gutes Beispiel des Form-Funktions-Zusammenhangs auf molekularer Ebene dar: Das Molekül formt sich von selbst (durch Wasserstoffbrücken-Bindungen zwischen den Basen), so dass die Form entsteht, die dem Zweck entspricht: Ein Adapter, der in die Öffnung der Ribosomen passt (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv