Proteinbiosynthese - Funktion und Ablauf

Die Proteinbiosynthese beschreibt den Prozess der Bildung neuer Proteine innerhalb der Zelle, deren Bauplan in der DNA gespeichert ist. Dabei läuft ein komplexes genetisches Uhrwerk ab. Proteine sowie eine spezielle Form der Proteine, die Enzyme, sind unerlässliche Bausteine und Hilfsmittel, ohne die das Leben in der uns bekannten Form nicht möglich wäre.

Funktion und Ablauf der Proteinbiosynthese spielen sowohl in der Cytologie, der Genetik wie auch im Biologie-Abitur eine wichtige Rolle.

Ablauf

Im Zellkern wird die DNA entwunden. Anschließend läuft auf einem der zwei offenliegenden Stränge das Enzym RNA-Polymerase entlang.

1. Schritt: Transkription:
Ableserichtung der DNA auf dem Matrizenstrang (codogener Strang): 3’-5’; Promoter->Ansatzpunkt für RNA-Polymerase. Hierbei werden zu den DNA-Nukleinbasen (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin) komplementäre RNA-Nukleinbasen zu einem mRNA oder tRNA-Strang zusammengesetzt. Dabei wird die DNA-Nukleinbase Thymin durch die RNA-Nukleinbase Uracil ersetzt.

Bei der Transkription entstehen kurze Stücke tRNA (Transfer-RNA) oder etwas längere Stücke mRNA (messenger RNA), die anschließend über die Kernporen den Zellkern in Richtung endoplasmatisches Retikulum verlassen. Die längeren Stücke mRNA tragen die Baupläne der Proteine, tRNA-Stücke können auf der mRNA gespeicherte Codons einer bestimmten Aminosäure zuordnen (ähnlich der Code-Sonne).

2. Schritt: Translation:

  1. mRNA tritt mit rRNA zum Ribosom

  2. tRNA wird mit entsprechender Aminosäure beladen. Passt die beladene tRNA zum Codon der mRNA, wird die Aminosäure übernommen und zusammen mit den folgenden zu einem Strang geknüpft.

  3. Aminosäuren werden miteinander verbunden

    • erste tRNA wird frei und verlässt Ribosom

    • an 2. tRNA hängen jetzt 2 AS, die chemisch verknüpft sind

    • 2. tRNA rückt eine Position weiter

    • eine neue tRNA kann an freie Stelle andocken

-->um AS-Code zu lesen, muss man 5’-3’ lesen

Das Codon ist ein Basentriplett; es codiert eine Aminosäure.

Das Anticodon ist der von der t-RNA verwendete komplementäre Teil, der zum Andocken der Aminosäuren verwendet wird.