Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte Das Wichtigste Hier wird es anschaulicher X5 268 4. Evolutionsschritt – D i e S p e i c h e r u n g v o n I n f o r m a t i o n Die zentralen Überträgermoleküle NADH, NADPH, FADH 2 und Coenzym A (siehe V2 und W2) enthalten Adenin und meistens Bauteile, die den informationsübertragenden »Basen« Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil ähnlich sind. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um »Fossilien« aus der Zeit der RNA-Welt: Mithilfe von Thioestern und Diphosphaten bildeten sich vermutlich aus der Ursuppe RNA-Moleküle, die schnell vermehrbar und relativ stabil waren. Beide überlebenswichtigen Eigenschaften wurden durch Aminosäuren verbessert, die sich ähnlich wie bei der tRNA an das Ende der Nucleotidkette hefteten. Als sich solche »beladenen« und freien RNA-Moleküle ähnlich wie im Ribosom aneinander lagerten, wurde die Bildung von Ketten aus Aminosäuren katalysiert. Umhüllt von einer Membran konnten RNA-Systeme ihre Überlebenschancen weiter verbessern, indem sie zufällig nützliche Aminosäureketten herstellten. Zuletzt führte die Entwicklung der DNA dazu, dass die Informationen aus den RNA-Urgenen dort besser aufbewahrt werden konnten. Unter Transkription versteht man das Ab- schreiben eines Teils der genetischen In- formation. Ausgelöst durch Botenmoleküle und unterstützt durch Enzyme öffnet sich ein Stück des DNA-Doppelstranges, der gemäß der Basenpaarung kopiert wird. Es entstehen mRNA -Moleküle (englisch: messenger = Bote). Diese sind sehr kurzlebig, außer sie werden vor dem Abbau geschützt (zB durch das Ribosom). Das Ribosom ist die Zellorganelle für die Proteinsynthese. Es besteht hauptsächlich aus wenigen (ribosomalen) rRNA -Molekülen, die zT aus Tausenden Nucleotiden aufgebaut sind. Die RNA-Moleküle lagern sich mit ca. 50 Protein-Molekülen (Näheres bei Y3 und Y4) automatisch über Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Kräfte zum Ribosom zusammen. Die rRNA bildet durch inner- molekulare Basenpaarung viele Schleifen aus. Dort binden sich Proteine, um Schutz vor Abbau zu gewährleisten. Das Ribosom besitzt eine tiefe Einkerbung, in die die mRNA und die herbeigeschafften Amino- säuren genau passen. Translation ist die Übersetzung der Basen- abfolge in ein Makromolekül aus Amino- säuren: Jeweils 3 hintereinander angeordnete »Basen« – ein Basentriplett – im DNA- Molekül (bzw. im »abgeschriebenen« RNA- Molekül) bedeuten eine bestimmte Amino- säure. Grundlage dafür ist, dass für jede der ca. 20 natürlichen Aminosäuren eine tRNA (englisch: transfer = Überbringung) existiert. Die drei »Basen« am Kopfstück der tRNA passen genau zum Basentriplett auf der RNA. An das »Schlepptau« der tDNA wird durch Kondensation eine ganz bestimmte Aminosäure gebunden, herbeigeschafft und im Ribosom durch Hydrolyse »abgeladen«. tRNA-Moleküle sind durch innermolekulare Basenpaarung zu einer L-förmigen Struktur stabilisiert. Gemäß der Vorlage der mRNA kann sich immer nur die richtige tRNA in der Kerbe des Ribosoms anlagern, sodass die Kette aus Aminosäuren planmäßig wächst. Ribosom in zwei Ansichten Genetischer Code Erste Base Zweite Base G A C U UUU Phe UUC Phe UUA Leu UUG Leu U C A G U C A G U C A G U C A G U C A G CUU Leu CUC Leu CUA Leu CUG Leu AUU Ile AUC Ile AUA Ile AUG* Met GUU Val GUC Val GUA Val GUG Val UCU Ser UCC Ser UCA Ser UCG Ser CCU Pro CCC Pro CCA Pro CCG Pro ACU Thr ACC Thr ACA Thr ACG Thr GCU Ala GCC Ala GCA Ala GCG Ala UAU Tyr UAC Tyr UAA Ende UAG Ende CAU His CAC His CAA Gln CAG Gln AAU Asn AAC Asn AAA Lys AAG Lys GAU Asp GAC Asp GAA Glu GAG Glu UGU Cys UGC Cys UGA Ende UGG Trp CGU Arg CGC Arg CGA Arg CGG Arg AGU Ser AGC Ser AGA Arg AGG Arg GGU Gly GGC Gly GGA Gly GGG Gly Dritte Base * auch Teil des Startsignals Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv