Proteinbiosynthese bei Prokaryoten
 

Entsprechend der Basensequenz der DNA bildet die Zelle im Zuge der Proteinbiosynthese Ketten von Aminosäuren, aus denen dann funktionsfähige Proteine entstehen. Die Biosynthese läuft bei Prokaryoten in zwei Schritten ab:

1. Transkription:

-> das Enzym RNA-Polymerase löst die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den organischen Basen auf und entwindet so die DNA-Doppelhelix.
-> freie RNA-Nukleotide lagern sich an die freigewordenen Basen des codogenen Stranges (Matrize) an
-> das Enzym RNA-Polymerase katalysiert die Verbindung der RNA-Nukleotide, so entsteht die mRNA, die komplementär zum codogenen Strang der DNA ist.
-> die mRNA löst sich vom Matrizenstrang und entfernt sich von diesem, nun winden sich die beiden DNA-Einzelstränge wieder zu einer Doppelhelix umeinander.

2. Translation

-> die beiden ribosomalen Untereinheiten liegen getrennt im Cytoplasma, da das Ribosom inaktiv ist.
-> ein Ribosom besteht aus einer großen Untereinheit und einer kleinen Untereinheit.
-> die große ribosomale Untereinheit besitzt zwei Vertiefungen (Bindungsstellen) für t-RNA-Moleküle, kann also zwei gleichzeitg binden.
-> die Translation kann man in drei Teilabschnitte einteilen:

Initiation

-> die m-RNA lagert sich mit ihrem Startcodon AUG an die kleine ribosomale Untereinheit
-> dann kommt die große ribosomale Untereinheit hinzu und das Ribosom ist komplett und funktionsfähig
-> die t-RNA hat eine kleeblattähnliche Form, da Nukleotide streckenweise miteinander gepaart sind
-> die mittlere der drei Schleifen enthält ein Basentriplett, das sich an komplementäres Triplett der mRNA binden kann => Anticodon
-> anderes Ende ist die Anhaftungsstelle für die Aminosäuren
-> Synthetasen ordnen die "richtigen" Aminosäuren den t-RNA-Molekülen zu

Elongation

-> im Bereich des Ribosoms binden zwei t-RNA-Moleküle mit ihren Anticodons an die komplementären Codons der mRNA
-> die Aminosäuren kommen so nah zusammen, dass sie über Peptidbindungen miteinander verknüpft werden können
-> dann gleiten Ribosom und mRNA aneinander vorbei und das nächste Codon wird zur Paarung angeboten
-> die gesamte Polypeptidkette wird auf das nachrückende t-RNA-Molekül übertragen, sodass dieses die um eine Aminosäure verlängerte Kette trägt

Termination

-> der Vorgang der Polypeptidkettenverlängerung wiederholt sich so lange, bis ein Stopp-Codon in das Ribosom rückt
-> das Ribosom zerfällt in seine Untereinheiten und die Translation ist beendet

Proteinbiosynthese bei Eukaryoten

-> Teilschritte der Proteinbiosynthese sind räumlich voneinander getrennt
-> die DNA liegt im Zellkern vor

1. Transkription
-> wie bei den Prokaryoten, jedoch im Zellkern
-> die DNA hat codierende und nicht codierende Abschnitte

2. Spleißen
-> nachdem die DNA abgeschrieben wurde werden die nicht codierenden Abschnitte (Introns) herausgeschnitten
-> die prä-mRNA wird an ihrem 3'-Ende bis zu 200 Adeninmoleküle angehängt (Poly-A-Schwanz) sowie am 5'-Ende eine "Kappe" aus Guanin aufgesetzt
-> nun kann die mRNA den Zellkern durch die Kernporen verlassen und ist nun im Cytoplasma

3. Translation
-> wie bei den Prokaryoten