Biologie 1

RNA-Transkripte enthalten viele nicht codierende Bereiche (=Introns), welche sich zwischen codierenden Basenfolgen (=Exons) befinden.

Nach der Transkription entsteht eine primäre RNA mit Introns + Exons.

Die Introns werden entfernt. Die Exons werden zusammengespleisst. Ein Cap und ein PolyA Schwanz werden hinzugefügt. Eine mRNA entsteht und gelangt durch die Kernporen in das Zellplasma.

• L- Form rührt daher, dass einige Nukleotide Wasserstoffbrücken zu anderen Nukleotiden des selben Stranges bilden 
• Am 3‘ Ende ist die „Andockstelle“ für die Aminosäuren. 
• Flexibilität bei der Basenpaarung wird als
  Wobbling bezeichnet Die dritte Base des Anticodon muss nicht immer genau zu der des Codons passen. Hypothese erklärt, warum z.B. UUA und UUG im genetischen Code beide für Leucin stehen.
  

Sequenz aus drei Nukleotiden, mit der sich die tRNA an die mRNA bindet  -->ist also komplementär zum entsprechenden Basentriplett (Codon). 

• Enzym Aminoacyl- tRNA- Synthetase verbindet die tRNA mit der zugehörigen Aminosäure
• Spaltung von ATP liefert Energie dazu 
• es gibt 20 verschiedene Aminoacyl- tRNA- Synthetasen 

Grundlegendes Konzept:

• Initiation
• Elongation
• Termination 

Erkennung des Start-Codons durch den Initiationskomplex

pro Zyklus wird die wachsende Polypeptidkette um eine Aminosäure verlängert

Erkennung des Stop-Codons, Dissoziation des Komplexes

• Grosse Untereinheit besitzt 3
tRNA Bindungsstellen:
– A-Stelle: Aminoacyl-tRNA- Bindungsstelle (Erkennungsort)

– P-Stelle: Peptidyl-tRNA- Bindungsstelle (Bindugnsort) – E-Stelle: Exit-Site der entladenen tRNA(Exportort)

Start-Codons:  lösen den Start einer Peptidkette aus --> Start- Codon für jedes Polypeptid ist AUG (Aminosäure Methionin, Met)

Stop-Codons: führen zum Abbruch der Proteinsynthese einer Peptidkette --> (UAA, UGA, UAG)

Bei Eukaryoten bindet die kleine ribosomale Untereinheit an die 5‘-cap Struktur und wandert entlang der mRNA bis zum Startcodon

1. Bindung der beladenen tRNA an A-site aufgrund der Codon-Anticodon- Wechselwirkung (Ausnahme: Initiator met- tRNA bindet an P-site)

2. Knüpfung der Peptidbindung an der A-site (durch die Peptidyltransferase katalysiert)

3. Translocation der Peptidyl-tRNA von A- zur P-site und Bewegung der unbeladenen tRNA zur E-site

1. Erkennung des STOP Codons

2. Dadurch Ablösung des Polypeptids und Dissoziation der Ribosomen in die beiden Untereinheiten

Ribosom: kleine Untereinheit mit mRNA Bindungsstelle und grosse Untereinheit mit 3 tRNA Bindungsstellen A, P, E.

Eine mRNA kann gleichzeitig von mehreren Ribosomen übersetzt werden. Wenn sich mehrere Ribosomen hintereinander anlagern, entsteht ein Polyribosom.

Wenn das entstehende Protein in der Zelle bleiben soll, wird sie auch dort beendet („freie Ribosomen“).

Soll das Protein jedoch in ein bestimmtes Organell (ER, Golgi, Endosomen etc) hinein oder soll es ganz aus der Zelle ausgeschieden werden (Bsp. Insulin), besitzt es am Anfang ein Signalpeptid (ca. 20 Aminosäuren).

Während und nach der Synthese beginnt sich das Polypeptid zu falten.

Chaperone helfen zur Proteinfaltung.

• 1/3 aller neu-synthetisierten Proteine wird abgebaut

• Falsch gefaltete Proteine werden erkannt, weil hydrophoben Aminosäuren, die normalerweise im Inneren des Proteins liegen, an der Proteinoberfläche exponiert sind

• spielt sich in den Ribosomen ab
• übersetzen die Basenfolge der mRNA in die Aminosäuresequenz des Polypeptids 

besteht aus dre "Kreisen" und zeigt die möglichen Basentripletts, welche die Aminosäuren aufbauen 

vemittelt die spezifische Bindung der tRNA Anticodons mit den Codons der mRNA 

• Messenger- RNA 
• überträgt die Informationen für die Aminosäuresequenz eiens Proteins von der DNA auf die Ribosomen 
• anstelle von Thymin tritt Uracil 

• Transfer- RNA
• adaptermolekül bei der Proteinsynthese
• übersetzt mRNA Codons in Aminosäuren und transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen 

• Nukleinsäure 
• Genmaterial der meisten Arten mit Ausnahme einiger Viren 

• Nukleinsäure
• Zellbestandteil mit verschiedenen Aufgaben 
• Mononukleotide der RNA unterscheiden sich dadurch, dass sie den Zucker Ribose und anstelle der Base Thymin die Base Uracil enthalten 

• am Aufbau der Mononukleotide der DNA ist der Zucker Desoxyribose und einer der vier Basen beteiligt 

1. Adenin (A)
2. Guanin (G)

--> Purinbasen 

3. Cytosin(C)

4. Thymin (T) 

--> Pyrimidinbasen 

• beide Stränge sind gegenläufig --> Antiparallel
• 1 Strang enthält genetische Information (codogener Strang), anderer wird nicht für die Synthese von Zellbestandteilen verwendet 
• A/ T (2 H- Brücken) 
• G/C (3 H- Brücken)

• Zucker- Phosphate sind entgegengesetzt ausgerichtet 
• Kohlenhydrate werden nummeriert von 1'-5' 
• Phosphat wird ans 5' geheftet und ist mit dem 3' des folgenden Zuckers verbunden 
• am 3' Ende hängt eine OH- Gruppe 
• DNA Polymerase kann Nukleotide nur am 3' Ende anfügen 
• neuer Strang entsteht in 5'-->3'

1. Der DNA Doppelstrang wird reissverschlussartig geöffnet. Die DNA-Helicase bricht die H-Bindungen auf.

2. An die Basen der geöffneten Einzelstränge lagern sich frei schwimmende Nucleotiden gemäss Komplementärregel.

3. DNA-Polymerase verbindet die angelagerten Nucleotiden. Sie setzt sich am 3’ Ende an und synthetisiert in Richtung 5’ à 3’.

4. Der Leitstrang kann somit fortlaufend synthetisiert werden.

5. Der Folgestrang wird Stück für Stück hergestellt indem immer neue DNAPolymerasen ansetzen und gegen die Laufrichtung synthetisieren. è Okazaki Fragmente

6. Okazaki Fragmente werden durch die Ligase verbunden.

• alte DNA- Doppelstrang wird reissverschlussartig geöffnet 
• Enzym DNA- Helicse brucht dazu H- Brücken zwischen beiden Polynukleotid Strängen
• frei herumschwimmende Nukleotide lagern sich an die Basen der beiden geöffneten Einzelstränge 
• DNA- Polymerase verbindet die angelagerten NUkleotide durch Esterbindungen zu einem neuen Strang 
• der eine Strang kann forlaufend hinter der Replikationsgabel synthetisiert werden (Leitstrang) 
• andere Strang muss Stück für Stück hergestellt werden 

--> immer neue Polymerase werden bei der Gabel angesetzt und gegen die Laufrichtung synthetisiert (Folgestrang) 

--> anschliessend werden Fragmente durch Enzym Ligase verbunden 

• Drei nacheinander folgende Nukleotide (A,T,G oder C) bilden ein Triplett 
• 1 Triplett bestimmt, welche Aminosäure in der Zelle für die Proteinsynthese verwendet werden soll 
• Kombination von je drei Elementen 4³ = 64 verschiedene Tripletts 

• Gen ist eine DNA- Region
• Produkt ist entweder Polypeptid oder RNA- Molekül 

• 1 Gen ist Information für 1 Protein (nicht zu 100% richtig) 
• Eine Kopie des Gens muss erstellt werden in Form von RNA --> wird als mRNA bezeichnet 
• Herstellung der RNA verläuft im Prinzip gleich wie DNA- Replikation 

• nicht codierende Bereiche von Genen/ RNA Transkripten 
• befinden sich zwischen den codierenden 
• Anzahl der Intron pro Gen variiert stark. Prokaryontische Gene enthalten keine Introns. 
• Funktion der Introns: die meisten Introns haben keine deutliche/bekannte Funktion