TranslationTranslation und und TranskriptionTranskription

vom Gen zum Proteinvom Gen zum Protein

In dieser Lektion beschreiben wir wie Transkription und Translation genau funktionieren.

Transkription und Translation sind Prozesse zur Bildung von Eiweiß.

Hier wirst du einige Informationen darüber Hier wirst du einige Informationen darüber erhalten wie die Erbinformation übersetzt wird. erhalten wie die Erbinformation übersetzt wird.

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Viel Spaß dabei!!!Viel Spaß dabei!!!

Translation und Transkription sind zwei Teilschritte Translation und Transkription sind zwei Teilschritte der der ProteinbiosyntheseProteinbiosynthese..

ein biochemischer Prozess, bei dem aus einfachen ein biochemischer Prozess, bei dem aus einfachen Aminosäuren mittels Informationen, die in der DNA Aminosäuren mittels Informationen, die in der DNA

gespeichert sind, Proteine synthetisiert werden. gespeichert sind, Proteine synthetisiert werden.

Proteinbiosynthese Proteinbiosynthese ==

Die Die TranskriptionTranskription ist der ist der erste Schritterste Schritt der Proteinbiosynthese. der Proteinbiosynthese.Es wird dabei ein Gen von Es wird dabei ein Gen von DNA in RNADNA in RNA umgeschrieben. umgeschrieben.

Die Die TranslationTranslation ist der ist der zweite Schrittzweite Schritt der Proteinbiosynthese. der Proteinbiosynthese.Es wird dabei ein Gen von Es wird dabei ein Gen von RNA in ein ProteinRNA in ein Protein umgewandelt. umgewandelt.

TranskriptionTranskription

Transkription bei Eukaryonten:Transkription bei Eukaryonten:

Transkription bei Prokaryonten:Transkription bei Prokaryonten:

Es wird die Information der DNA in das Botenmolekül Es wird die Information der DNA in das Botenmolekül mRNA übertragen mRNA übertragen

Transkription erfolgt im ZellernTranskription erfolgt im Zellern

Die mRNA wird nach ihrer Synthese modifiziert, bevor sie Die mRNA wird nach ihrer Synthese modifiziert, bevor sie durch die Kernmembran in das Cytoplasma transportiert durch die Kernmembran in das Cytoplasma transportiert wirdwird

Transkription erfolgt im Cytoplasma der ZelleTranskription erfolgt im Cytoplasma der Zelle

Ablauf der TranskriptionAblauf der Transkription

Da die DNA den Zellkern, bedingt durch ihre Größe, nicht verlassen kann, ist ein Botenstoff erforderlich, die mRNA.

Synthese der mRNA

Das Enzym RNA-Polymerase setzt sich an eine Promoter genannte DNA-Sequenz

Dann trennt ein Enzym (DNA-Helicase) die DNA-Doppelhelix durch Lösen der Wasserstoffbrücken in einem kurzen Bereich in zwei DNA-Einzelstränge auf

Am codogenen Strang der DNA lagern sich durch Basenpaarung komplementäre RNA-Nucleotide an

Sie werden miteinander verknüpft

Die Synthese der mRNA wird am Stopp-Codon beendet

Dicht dahinter wird das mRNA-Transkript entlassen und die Polymerase löst sich von der DNA

Weitere Verarbeitung der mRNA

Bei ProkaryontenProkaryonten gelangt die mRNA nach dem Kopiervorgangdirekt zu den Ribosomen

Bei EukaryontenEukaryonten verlässt die Erbinformation selbst noch nicht den Zellkern

Die entstandene mRNA wird als unreife RNAunreife RNA oder prä-mRNAprä-mRNA bezeichnet

Die prä-mRNA enthält noch IntronsIntrons und ExonsExons. Nur die Exons tragen die Information für das zu bildende Polypeptid

Die mRNA wird durch den Splice-VorgangSplice-Vorgang gespalten

Nun ist die mRNA modifiziert, verlässt als so genannte reife mRNA den Zellkern durch eine Kernpore und gelangt zu dem rauen endoplasmatischen Retikulumendoplasmatischen Retikulum.

Synthese der tRNA und der rRNA

Die Transfer-RNA (tRNA) und die ribosomale RNA (rRNA) Die Transfer-RNA (tRNA) und die ribosomale RNA (rRNA)

werden nach dem gleichen Prinzip wie die mRNA an der DANN werden nach dem gleichen Prinzip wie die mRNA an der DANN synthetisiertsynthetisiert

TranslationTranslationUnter Translation versteht man den Vorgang, bei dem in der lebenden Zelle aus einer in einer Abfolge von Nukleotiden codierten Information ein Protein

hergestellt wird

Sie findet an den Ribosomen im Cytoplasma der Zelle statt

Es wird die Reihenfolge der vorliegenden Nukleotide der mRNA in eine Reihenfolge von Aminosäuren "abgeschrieben".

Je drei aneinanderfolgende Nukleotide (Codons) entsprechen einer bestimmten Aminosäure

Es existieren nun bestimmte Transporter-Moleküle, die tRNA-Moleküle

Diese können an ihrem einen Ende eine bestimmte Aminosäure tragen, mit ihrem anderen Ende an jeweils eines der 61 verwendeten Codons andocken

Die tRNA-Moleküle docken, wenn sie das passende Ende tragen, am Ribosom, welches auf der m-RNA entlangläuft, an die mRNA an

Ablauf der TranslationAblauf der TranslationInitiation:

Ein Transporter-Molekül bindet ein neues tRNA + Aminosäure-Moleküle, ans Ribosom und bildet mit dem dort liegenden Condon der mRNA Basenpaare. Vorraussetzung dafür ist , dass die zweite Bindungsstelle für tRNA bereits besetzt ist.

Elongation: Dann wird diese Aminosäure von ihrer tRNA abgekoppelt und an die neue Aminosäure angehängt

Termination: Zuletzt wird die neue tRNA von der ersten zur zweiten Bindungsstelle verschoben.

Das Ribosom bewegt sich auf der mRNA um genau drei Nucleotide weiter. Dabei wird die „alte“ tRNA freigesetzt, die im Cytoplasma wieder eine Aminosäure an sich binden kann

Nun ist eine lange Kette aus Aminosäuren - eine Polypeptidkette - entstanden. Nun ist eine lange Kette aus Aminosäuren - eine Polypeptidkette - entstanden.

Damit Eiweiß entstehen kann braucht man Transkriptionsfaktoren:

•Transkriptionsfaktoren erkennen eine DNA Sequenz und binden daran – mit ihrer DNA-Bindungsdomäne

•Transkriptionsfaktoren haben auch Transaktivierungsdomänen, die dazu dienen, die RNA-Polymerase zu aktivieren

• Transkriptionsfaktoren haben auch mit anderen Proteinen Kontakte, die der Regulation

dienen

•Manche Transkriptionsfaktoren wirken auf sehr viele Gene, manche nur auf sehr wenige

Gli als Beispiel für einen Gli als Beispiel für einen TranskriptionsfaktorTranskriptionsfaktor

Gen-DNA wird von einem großen Gen-DNA wird von einem großen Proteinkomplex, der RNA-Polymerase Proteinkomplex, der RNA-Polymerase in RNA transkribiert, die dann weiter in RNA transkribiert, die dann weiter zu mRNA verarbeitet und ins zu mRNA verarbeitet und ins Cytoplasma transportiert wirdCytoplasma transportiert wird

RNA Polymerase allein genügt nicht, RNA Polymerase allein genügt nicht, es müssen auch andere Proteine da es müssen auch andere Proteine da sein, die Gen-spezifisch die sein, die Gen-spezifisch die Transkription aktivieren – die Transkription aktivieren – die TranskriptionsfaktorenTranskriptionsfaktoren

Transkriptionsfaktor

Repressor

Andere Funktionen

Transkriptionsfaktoren sind Teile von Transkriptionsfaktoren sind Teile von Netzwerken, die einander beeinflussenNetzwerken, die einander beeinflussen

GLI1

Warum ist Gli bei Hautkrebs interessant?

•Wenn die Hh Signalübertragung ständig aktiv ist (durch Inaktivierung von

PTCH) so entsteht ein Basaliom

•Hh Signalübertragung aktiviert GLI

EndeEnde

Was bei der Krebsentstehung Was bei der Krebsentstehung passiert, erfahrt ihr in der passiert, erfahrt ihr in der

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