Transkription

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Hier eine Vorschau,
wie wir dieses Thema behandeln und wie unsere Eselsbrücken aussehen:

Transkription

Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese und findet im Zellkern statt. Dabei wird eine RNA-Kopie eines Gens angefertigt, die dann im Zytosol als Matrize für die Translation dient. Warum wird nicht einfach direkt die DNA als Vorlage für die Proteinbiosynthese verwendet? Weil die DNA ihren geliebten Zellkern zum eigenen Schutz nicht verlassen kann, die Synthese von Proteinen (Translation) jedoch an den Ribosomen im Zytosol stattfindet. Im Zellkern ist die DNA besser vor Mutationen geschützt. Die Transkription findet in drei Schritten statt: der Initiation (Vorbereitung), Elongation (Synthese) und Termination (Transkriptionsstop).

Basiswissen

Allgemein > Grundlagen
Erster Schritt der Genexpression: Transkription

Start Mission GENEX: Wissenschaftler transkribiert Pläne

Bei der Transkription geht es darum, die “Baupläne für ein Protein” von der DNA zu kopieren.
Allgemein > Grundlagen
Gen = Bauplan für Protein

Bauplan für Aminobombe
Allgemein > Grundlagen
Transkription: Gen wird im Nukleus kopiert

Wissenschaftler Crickson transkribiert Bauplan: im Nukleuslabor

Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese und findet im Zellkern statt. Dabei wird eine RNA-Kopie eines Gens angefertigt, die später während der Translation als Matrize dient.
Allgemein > Grundlagen
DNA ist Vorlage und RNA ist Kopie

Nukleuswissenschaftler kopiert DNA-Modell für RNA-Dino

Die DNA fungiert als Vorlage (Matrize) für die Erstellung der Kopie: einem komplementären mRNA-Molekül. Warum wird aber nicht direkt die DNA als Vorlage für die Proteinsynthese verwendet?
Allgemein > Grundlagen
DNA kann Zellkern nicht verlassen

DNA-Verbotsschild am Eingang

Es gibt zwei Gründe, warum die Transkription nötig ist. Der erste ist, dass die DNA im Zellkern ist und diesen nicht verlassen kann. Daher muss erst eine Kopie der DNA erstellt werden, die mRNA. Diese kann aus dem Zellkern ins Zytosol zu den Ribosomen befördert werden.

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Expertenwissen

Allgemein > RNA vs. DNA
RNA mit Zucker Ribose

RNA-Botendino in Rippenhose
Allgemein > RNA vs. DNA
DNA mit Zucker Desoxyribose

DNA-Wissenschaftler in Ochsenhorn-Rippenhose

Die RNA hat als Rückgrat Ribosen, die DNA dagegen Desoxyribosen. Beides sind Pentosen, also Monosaccharide mit 5 Kohlenstoffatomen. Der Unterschied ist jedoch, dass die Desoxyribose am 2. C-Atom keine OH-Gruppe, sondern nur einen H-Rest trägt.
Allgemein > RNA vs. DNA
DNA mit Base Thymin (T)

DNA-Wissenschaftler hat Thymianstrauss

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im Erkundungsbild

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Leider ist dieses Kopieren von Bauplänen ein passendes Sinnbild für die wissenschaftlich höchst problematische Vergangenheit der beiden berühmten Wissenschaftler Watson und Crick. Sie haben Daten der Biochemikerin Rosalind Franklin und Maurice Wilkins verwendet, um die Theorie über die DNA-Doppelhelix aufzustellen – ohne deren Zustimmung und Wissen. Watson und Crick hätten ohne diese Daten ihr Nature-Paper und ihren Nobelpreis vielleicht nie bekommen. Wenige Monate nach Watson und Crick veröffentlichte Franklin auch ein Nature-Paper zum Thema. Watson, Crick und Wilkins bekamen den Nobelpreis für die Entdeckung der DNA-Struktur – Franklin nicht, weil sie zu dem Zeitpunkt bereits verstorben war.

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Die Promotorsequenz könnte als Pendant des Primers bezeichnet werden. Der Primer ist während der Replikation die Andockstation für die DNA-Polymerase.

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Die TATA-Box ist eine Region mit einem hohen Anteil an Thymin- und Adenin.

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Hierfür braucht die RNA-Polymerase II Hilfsproteine, auch als Elongationsfaktoren bekannt.

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Es werden vier verschiedene RNA-Polymerasetypen unterschieden, von denen sich drei (Polymerase I-III) im Zellkern und einer im Mitochondrium befinden. Die RNA-Polymerasen I und III befinden sich im Nukleolus, also einem Körperchen im Zellkern. Sie stellen die Vorstufen Ribosomaler RNA (rRNA) her, die später zu den rRNA-Untereinheiten heranreifen und einen Großteil des Ribosoms bilden. Die RNA-Polymerase I bildet die 5,8S-, 18S- und 28S-rRNA. Die RNA-Polymerase III bildet die 5S-rRNA und die tRNA und die RNA-Polymerase 4 ist für die Bildung von siRNA zuständig.

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Um in der großen Furche zu binden, benötigen die Transkriptionsfaktoren spezielle Strukturmotive (Proteindomänen), die oft eine α-Helix oder ein β-Faltblatt verwenden.

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Das Äquivalent bei Prokaryoten ist das Rifampicin, welches die prokaryotische RNA-Polymerase hemmt und als Antibiotikum genutzt wird.

Proteinbiosynthese

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