Bei der Transkription (lat. transscribere=hinüberschreiben/umschreiben) werden die zur Proteinherstellung benötigten Informationen von der DNA in eine mRNA (messenger) umgeschriebn. Dies geschieht durch ein speziell dafür zuständiges Enzym, die RNA-Polymerase.

Die mRNA wird dazu benötigt, die Information aus dem Zellkern im Cytoplasma zu verwenden, weil dort der Ort der Proteinherstellung (=Translation) ist. Zudem können die Enzyme die notwendigen Herstellungsschritte nicht an der DNA ausführen, weshalb auch bei Prokaryoten (ohne Zellkern) eine RNA produziert wird.

Ablauf

a) Initiation

Die DNA besteht aus zwei Strängen, dem Sense-Strang und dem Antisense-Strang. Transkribiert wird nur der Antisense-Strang(=codogener Strang). Um diesen zu erhalten, muss die DNA aufgetrennt werden.

Die RNA-Polymerase öffnet den DNA-Doppelstrang an einem Promotor (DNA-Sequenz mit spezifische Basenabfolge an einem Genanfang)

Initiation

b) Elongation

Die RNA-Polymerase bewegt sich in 5‘-3‘-Richtung an der DNA entlang. Am Matrizenstrang (=codogener Strang) lagern sich in 5‘-3‘-Richtung die komplementären RNA-Nukleotide mit den passenden Basen an und bilden eine mRNA. Die Nukleotide befinden sich bereits in der Nähe des Enzyms und werden nicht von diesem produziert.

Elongation

c) Termination

Die RNA-Polymerase stößt auf eine Terminatorsequenz (spezifische Basenabfolge). Sie hält an und löst sich von der DNA. Die fertige mRNA verlässt den Kern durch eine Kernpore.

Termination

Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Die Proteinbiosynthese bei Eukaryoten und bei Prokaryoten ist im Prinzip gleich. Doch die synthetisierte mRNA fällt kürzer aus als der entsprechende DNA-Abschnitt. Generell setzen sich die Gene der Eukaryoten aus Exons und Introns zusammen, weshalb diese als Mosaikgene bezeichnet werden. Die Exons enthalten die genetische Information für die mRNA, wobei die Introns keine solche Information liefern.

Bei der Transkription wird das ganze Mosaikgen abgelesen, wodurch die prä-mRNA ensteht. In der Prozessierung entsteht dann die mRNA:

  • Ein spezielles Nukleotid (Kappe) wird an das 5'-Ende der prä-mRNA als Schutz vor enzymatischen Abbau angefügt.
  • Spleißen: Die Intronabschnitte werden herausgeschnitten und die Exonabschnitte werden enzymatisch zusammengefügt.
  • Der Poly-A-Schwanz (100-200 Adenin-Nukleotide) wird an das 3'-Ende der mRNA gehängt, damit sich nicht mehrere RNAs aneinanderhängen.

Quellen

  • E. Eckerskorn, H. Schauer, „Nautilus Biologie 9“, Bayrischer Schulbuch Verlag, 2007
  • Brigitte Meinhard, "Abitur-Training: Biologie 1", Stark, 2014, S. 80f: Besonderheiten der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten
  • http://www.spektrum.de/lexikon/biologie-kompakt/translation/11990
  • https://www.youtube.com/user/TheSimpleBiology
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