Aufgaben 21 Grundlagen der Genetik 1.5 Die Transkription Ein Stück DNA wird abgeschrieben: die mRNA entsteht Wie du oben gelesen hast, ist der erste Schritt der Proteinsynthese das Abschreiben der DNA auf mRNA. Dieser Schritt heißt Transkription. Du hast bereits zuvor einen „Kopiervorgang“ an der DNA kennengelernt: Vor jeder Zellteilung muss die DNA verdoppelt werden. Bei dieser Replikation der DNA wird an jedem DNA-Einzelstrang eine „Negativ-Kopie“ aus DNA-Nukleotiden erstellt – vermittelt von Enzymen. Die Transkription verläuft vergleichbar: Auch hier wird der DNA-Doppelstrang geöffnet und anhand der Vorlage eine neue Nukleinsäure hergestellt. Allerdings besteht die Abschrift aus RNA, und nur einer der beiden Stränge wird als Vorlage verwendet. Dieser Strang wird als codogener Strang bezeichnet, er enthält also die eigentliche Anleitung für den Bau der Proteine. Der zweite DNA-Strang (der komplementäre Strang) ist vereinfacht gesagt nur ein Negativ des codogenen Stangs. In Gendatenbanken1 wird die Basenabfolge dieses komplementären Stanges angegeben, da die Basenabfolge ja so ist wie auf der mRNA – mit der Ausnahme, dass in der DNA T statt U vorliegt. Dieser komplementäre oder nicht-codogene Strang wird daher auch als Sinnstrang bezeichnet. Bei der Transkription wird nicht die gesamte DNA in RNA umgeschrieben, sondern nur ein bestimmter Bereich, ein Gen: Dabei handelt es sich um ein Teilstück der DNA, das die Information für ein Protein enthält. Als bildhafter Vergleich möge die Vorstellung dienen, dass aus einem dicken Buch mit Tausenden Bauanleitungen (den Genen) nur eine einzelne Seite kopiert wird. Schließlich ist ja nur diese eine Bauanleitung nötig, um ein bestimmtes Bauwerk herzustellen. Der Ablauf der Transkription ist im Überblick in Abbildung 15 gezeigt. Wie bei der Replikation der DNA spielen Enzyme eine wichtige Rolle. Das wichtigste Enzym ist die RNA-Polymerase. Sie verwendet als Bausteine RNA-Nukleotide, die komplementär zu den Basen der DNA-Matrize verknüpft werden. 1 Gendatenbank: In einer Gendatenbank werden die Abfolgen der Basen entschlüsselter Gene gespeichert. Viele derartige Daten sind im Internet frei zugänglich (etwa die Datenbank des US-amerikanischen National Center for Biotechnology Information: www.ncbi.nlm.nih.gov/gene). Der codogene DNAStrang dient als Vorlage für die Erstellung der mRNA RNA-Polymerase codogener DNA-Strang RNA-Nukleotide Transkriptionsrichtung komplementärer mRNA-Strang 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ Verlängerung am 3´-Ende nicht-codogener DNA-Strang (Sinnstrang) Transkription Es paaren A mit U und G mit C. Die RNA-Polymerase kann RNA-Stränge nur an deren 3’-Ende verlängern. Sie liest deshalb den codogenen Strang stets von 3’ nach 5’ ab. Durch ihre Synthese am codogenen DNA- Strang hat die RNA die gleiche Sequenz wie der (nicht codogene) Sinnstrang. Abb.15: Die Transkription. An den codogenen DNA-Strang werden komplementäre RNA-Nukleotide angelagert, sodass ein Strang mRNA entsteht. 1 E Vergleiche die Aufgabe und Arbeitsweise von RNA- und DNA-Polymerase. Stelle diese Unterschiede in einer übersichtlichen Tabelle gegenüber. Der Vorgang der Transkription ist gut erforscht. Lange Zeit herrschte die Lehrmeinung, dass Information ausschließlich von DNA zu RNA umgeschrieben wird (das zentrale Dogma, siehe S. 19). Dennoch gibt es auch den gegenteiligen Vorgang, die reverse Transkription. Dabei wird RNA in DNA umgeschrieben, also das genaue Gegenteil davon, was bei der „regulären“ Transkription Bei der reversen Transkription wird RNA zu DNA umgeschrieben passiert. Dieser Prozess wurde zunächst bei Viren entdeckt (so genannte Retroviren, siehe S. 34), die ihr Erbgut als RNA besitzen. Erst seit den 2000er Jahren weiß man, dass auch Eukaryoten die dafür nötigen Enzyme besitzen. Die Bedeutung des Vorgangs wurde allerdings erst in jüngster Zeit näher erforscht (siehe S. 32). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==