am Puls Biologie 8, Schulbuch

18 1.4 Die Proteinsynthese im Überblick Die Information in der DNA wird als Bauanleitung für Proteine genutzt Gene bestimmen unsere Merkmale. Doch wie kommt es dazu, dass ein Gen – ein Abschnitt auf der DNA – etwa festlegt, welche Blutgruppe oder Augenfarbe du hast? Die Merkmale eines Lebe- wesens werden durch Proteine festgelegt: Sie können zB als Muskelproteine Bewegung ermög- lichen, oder als Enzyme bestimmen, welche Stof- fe unsere Zellen herstellen. Dein Körper kann viele tausend verschiedene Proteine herstellen Ein Protein besteht aus einer Kette von Amino- säuren mit einer bestimmten räumlichen Struk- tur. Insgesamt gibt es 20 verschiedene Amino- säuren, die in natürlichen Proteinen vorkommen. Die Reihenfolge (Sequenz) bestimmt die spätere Faltung und damit Bau und Funktion des Pro- teins. Wie schafft es nun die Zelle, die Information der Gene abzulesen und nach dieser Vorlage ein Pro- tein zu bauen? Diese als Genexpression bezeich- nete Umsetzung läuft in mehreren Schritten ab ( k Abb. 9): Zunächst wird der gewünschte DNA-Abschnitt in mRNA 1 umgeschrieben. RNA ist aufgrund ihrer Kürze mobiler als DNA. Das Umschreiben von DNA in RNA wird als Transkription 2 bezeichnet und findet bei Eukaryoten im Zellkern statt. Die mRNA wird danach ins Zellplasma transpor- tiert. Dort wird die Reihenfolge der Nukleotide (Basensequenz) an den Ribosomen in die Amino- säuresequenz übersetzt. Dieser Übersetzungs- schritt wird Translation 3 genannt und erfolgt an den Ribosomen. Dort entstehen also die Amino- säureketten, die sich zu Proteinen falten. Bei Eukaryoten erfolgt zwischen Transkription und Translation noch ein weiterer Schritt, die RNA-Prozessierung . Dabei wird die RNA bearbei- tet und zurechtgeschnitten, bevor sie den Kern verlässt ( k S. 24). Die grundsätzliche Richtung des Informations- flusses ist also von DNA zu RNA zu Proteinen. Dies wird als zentrales Dogma 4 der Molekular- biologie bezeichnet. Bei der Genexpressi- on wird die DNA zu mRNA umgeschrie- ben. Die mRNA-Se- quenz wird in Ribo- somen abgelesen und entsprechend wird eine Kette aus Aminosäuren herge- stellt Translation Transkription Cytoplasma Prozyte: 1-5 µm Euzyte: 5-50 µm DNA mRNA Ribosom Protein mRNA mRNA Ribosom tRNA DNA RNA Protein Procyte Transkription RNA- Prozessierung Zellkern Cytoplasma DNA prä-mRNA mRNA tRNA Protein Kernpore Kernhülle Translation Eucyte Abb. 9: Genexpression. Das Abschreiben der Gene (Transkription) und Übersetzen in eine Aminosäuresequenz (Translation) erfolgt bei Prokaryoten und Eukaryoten nach dem gleichen Schema. Bei Eukaryoten wird die mRNA im Zellkern noch bearbeitet (prozessiert). Glossar 1 mRNA , messengerRNA, aus dem Englischen für Boten-RNA. 2 Transkription: vom Lateinischen transcribere für Abschreiben, auch Umschreiben oder schriftlich übertragen 3 Translation: vom Lateinischen translatio für Übertragung oder Übersetzung. 4 Dogma : griechisch für Meinung, Lehrsatz, steht für eine feststehende Definition oder grundlegende Aussage. Aufgabe W 1 Proteinsynthese im Überblick: Nach- dem du den Text dieser Seite gelesen hast, betrachte die Abb. 9 zwei Minuten lang und versuche, dir möglichst viele Details zu mer- ken. Schließe dann das Buch und zeichne die Abbildung aus dem Gedächtnis nach. Be- schreibe jeden Teilschritt in einem Satz. Ver- gleiche abschließend deine Skizze mit Abb. 9. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv