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Übersetzung: Proteinsynthese möglich machen

Die Proteinsynthese wird durch einen Prozess erreicht, der als Translation bezeichnet wird. Nachdem die  DNA  während der  Transkription in ein Messenger-  RNA (mRNA) -Molekül  transkribiert wurde. muss die mRNA translatiert werden, um ein Protein zu produzieren  . Bei der Translation arbeiten mRNA zusammen mit  Transfer-RNA  (tRNA) und  Ribosomen  zusammen, um Proteine ​​zu produzieren.

Translationsstufen in der Proteinsynthese

  1. Initiation:  Ribosomale Untereinheiten binden an mRNA.
  2. Verlängerung:  Das  Ribosom  bewegt sich entlang des mRNA-Moleküls, das Aminosäuren verbindet   und eine Polypeptidkette bildet.
  3. Beendigung:  Das Ribosom erreicht ein Stoppcodon, das die Proteinsynthese beendet und das Ribosom freisetzt.

 

RNA übertragen

Transfer-RNA  spielt eine große Rolle bei der Proteinsynthese und -translation. Seine Aufgabe ist es, die Nachricht innerhalb der Nukleotidsequenz von mRNA in eine spezifische  Aminosäuresequenz zu übersetzen  . Diese Sequenzen werden zu einem Protein zusammengefügt. Transfer-RNA ist wie ein Kleeblatt mit drei Schleifen geformt. Es enthält eine Aminosäureanheftungsstelle an einem Ende und einen speziellen Abschnitt in der mittleren Schleife, der als Anticodonstelle bezeichnet wird. Das Anticodon erkennt einen bestimmten Bereich auf einer mRNA, der als  Codon bezeichnet wird .

 

Messenger-RNA-Modifikationen

Die Translation erfolgt im  Zytoplasma. Nach dem Verlassen des  Kerns muss die mRNA vor der Translation mehreren Modifikationen unterzogen werden. Abschnitte der mRNA, die nicht für Aminosäuren kodieren, sogenannte Introns, werden entfernt. Ein Poly-A-Schwanz, der aus mehreren Adeninbasen besteht, wird an einem Ende der mRNA angebracht, während am anderen Ende eine Guanosintriphosphatkappe angebracht wird. Diese Modifikationen entfernen nicht benötigte Abschnitte und schützen die Enden des mRNA-Moleküls. Sobald alle Modifikationen abgeschlossen sind, ist die mRNA zur Translation bereit.

 

Übersetzung

Bei der Translation arbeiten mRNA zusammen mit tRNA und Ribosomen zusammen, um ein Protein zu produzieren.Mariana Ruiz Villarreal / Wikimedia Commons

 

Sobald die Messenger-RNA modifiziert wurde und zur Translation bereit ist, bindet sie an eine bestimmte Stelle auf einem Ribosom. Ribosomen bestehen aus zwei Teilen, einer großen Untereinheit und einer kleinen Untereinheit. Sie enthalten eine Bindungsstelle für mRNA und zwei Bindungsstellen für Transfer-RNA (tRNA), die sich in der großen ribosomalen Untereinheit befinden.

 

Einleitung

Während der Translation bindet sich eine kleine ribosomale Untereinheit an ein mRNA-Molekül. Gleichzeitig erkennt ein Initiator-tRNA-Molekül eine spezifische Codonsequenz  auf demselben mRNA-Molekül und bindet an diese  . Eine große ribosomale Untereinheit verbindet sich dann mit dem neu gebildeten Komplex. Die Initiator-tRNA befindet sich an einer Bindungsstelle des Ribosoms, die als  P-  Stelle bezeichnet wird, und lässt die zweite Bindungsstelle, die  A-  Stelle, offen. Wenn ein neues tRNA-Molekül die nächste Codonsequenz auf der mRNA erkennt, bindet es an die offene  A-  Stelle. Es bildet sich eine Peptidbindung, die die  Aminosäure  der tRNA an der  P-  Stelle mit der Aminosäure der tRNA an der  A-  Bindungsstelle verbindet.

 

Verlängerung

Während sich das Ribosom entlang des mRNA-Moleküls bewegt, wird die tRNA an der  P-  Stelle freigesetzt und die tRNA an der  A-  Stelle wird an die P-  Stelle transloziert  . Die  A-  Bindungsstelle wird wieder frei, bis eine andere tRNA, die das neue mRNA-Codon erkennt, die offene Position einnimmt. Dieses Muster setzt sich fort, wenn tRNA-Moleküle aus dem Komplex freigesetzt werden, neue tRNA-Moleküle anhaften und die  Aminosäurekette  wächst.

 

Beendigung

Das Ribosom übersetzt das mRNA-Molekül, bis es ein Terminationscodon auf der mRNA erreicht. In diesem Fall wird das  als Polypeptidkette bezeichnete wachsende  Protein aus dem tRNA-Molekül freigesetzt und das Ribosom spaltet sich wieder in große und kleine Untereinheiten auf.

Die neu gebildete Polypeptidkette wird mehreren Modifikationen unterzogen, bevor sie zu einem voll funktionsfähigen Protein wird. Proteine ​​haben eine  Vielzahl von Funktionen. Einige werden in der  Zellmembran verwendet. während andere im Zytoplasma verbleiben   oder aus der Zelle transportiert werden  . Viele Kopien eines Proteins können aus einem mRNA-Molekül hergestellt werden. Dies liegt daran, dass mehrere  Ribosomen  gleichzeitig dasselbe mRNA-Molekül translatieren können. Diese Cluster von Ribosomen, die eine einzelne mRNA-Sequenz übersetzen, werden Polyribosomen oder Polysomen genannt.

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