Genetik
Einführung in die Genetik
Einführung in die Genetik
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Lernkarten
mRNA
- messenger RNA
- einzelsträngige RNA
- dient als Matrize der Proteinbiosynthese
- wird nicht direkt vom Gen abgelesen
- die mRNA enthält Sequenzen die nicht für ein Protein codieren
rRNA
- ribosomale RNA
- trägt zum Aufbau des Ribosoms bei
siRNA
- small interfering RNA & miRNA = microRNA
- sind an Regulation, De- und Inaktivierung von Genen beteiligt, steuern so Prozesse wie Proliferation (Wachstum oder Vermehrung eines Gewebes; z.B. in Abheilungsphase) oder Apoptose
tRNA
- transfer RNA
- Hilfsmolekül in der Proteinsynthese
- transportiert das komplementäre Anti-Codon mit passender Aminosäure zum Ribosom
Anti-Codon= Basentriplet (Codon), mit dem sich die tRNA im Zuge der Translation der Proteinsynthese an das Codon der mRNA bindet
Genexpression: Informationsfluss Gen - Protein
- Bildung eines von einem Gen kodierten Genproduktes, vor allem von Proteinen oder RNA-Molekülen
- besteht aus Transkription und Translation
Proteinbiosynthese
Überbegriff für alle Prozesse, die zur Neubildung von Proteinen in Zellen betragen
Transkription - Abschreiben
- im Zellkern befindliche Gen wird abgelesen, die Transkription erfolgt also im Zellkern
1.) Promoter bestimmt den Startpunkt an der DNA
RNA-Polymerase entspiralisiert den jeweiligen Strang und legt zwischen 10 und 20 Basen frei, für das Kopieren wird der Antisensstrang verwendet, welcher ein 5'-Ende in Richtung der Aufspaltung hat
2.) RNA-Polymerase fügt die passenden Nukleotide hinzu (Adenin - Uracil, Guanin - Cytosin)
3.) Prozess wiederholt sich bis RNA-Polymeras auf Terminator trifft, so entsteht ein komplementärer RNA-Strang, bei dem die DNA-Base Thymin durch Uracil ersetzt ist
4.) bis die RNA als reife messenger RNA (mRNA) bezeichnet wird, durchläuft sie einige Stufen (Prozessierung):
- Capping: während Synthese wird am 5'-Ende der RNA eine Cap-Struktur angehängt, die zum Schutz vor Abbau und als Signal zum Transport aus dem Zellkern dient
- Polyadenylierung: Poly(A)-Schwanz wird am 3'Ende hinzugefügt, ist für höhere Stabilität der mRNA und die Initiation der Translation am Ribosom zuständig
- Editing: Basen werden ausgetauscht, anderes Protein entsteht
- Splicing: Introns werden entfernt und Exons verbunden
Translation - Übersetzen
- nach Transport der mRNA durch die Poren der Zellkernmembran bewegt sie sich durchs Zytosol, bis sie auf freies Ribosom trifft
- Initialphase:
- Untereinheit des Ribosoms wandert so lange die Kette der mRNA entlang, bis sie auf Start-Codon AUG stößt
- da es keine strukturelle Verwandschaft zwischen Codon und passender Aminosäure gibt, braucht es Zwischenstück → tRNA
- kleeblattförmige tRNA mit Basentriplet UAC heftet sich an Codon und bildet Initiationskomplex
- Elongationsphase:
- zwischen ribosomalen Untereinheiten befinden sich drei Bindungsstellen:: A,P, E
- Ribosom befindet sich im prätranslationalen Zustand
- A-Stelle trägt mRNA - tRNA Anti-Codon Komplex, die P-Stelle die tRNA mit der entstehenden Polypeptid-Kette
- Polypeptidkette wird von der tRNA der P-Stelle auf die tRNA der A-Stelle verschoben
- Ribosom wechselt in postranslationalen Zustand und kann mRNA-Kette um drei Basen weiterrücken
- Termination:
- wird Stop-Codon erreicht wird die Translation abgebrochen
- Polypeptidkette wird aus Ribosom entlassen
- bis zum fertigen Protein werden noch einige posttranslationalen Modifikationen durchlaufen
- fertigen Proteine werden zu verschiedenen Zellorganellen bzw Einsatzorten transportiert
Zellteilung - Zytokinese
Teilung der Zelle in eine neue oder mehrere Tochterzellen; zwei Formen: Mitose und Meiose
Euchromatin
aufgelockert, hier findet die meiste transkriptorische Aktivität statt
Heterochromatin
verdichtet, hauptsächlich inaktiv
Exons
- kodierende Abschnitte der DNA eines Gens
- bleiben nach dem Splicen erhalten
Introns
- nicht-kodierende Abschnitte der DNA innerhalb eines Gens
Translation - allgemein
- Synthese von Proteinen in den Zellen lebender Organismen anhand der kopierten genetischen Informationen
- wesentlicher Teilprozess der Genexpression im Anschluss an die Transkription, mit der eine komplementäre Kopie von DNA-Informationen auf einzelne RNA-Stränge überschrieben wurde
- bei der Translation wird nun die Basensequenz eines mRNA-Moleküls in die entsprechende Aminosäuresequenz eines Polypeptids übersetzt und so ein Protein gebildet
- dafür bedarf es im Cytosol Ribosomen
Arten von Mutationen
- Genmutation: Mutation, die auf einen bestimmten Gen-Abschnitt beschränkt ist. Die kleinste Form der Genmutation ist die Punktmutation, die nur ein Nukleotid betrifft.
- Chromosomenmutation: Mutation, bei denen Teile von Chromosomen falsch eingebaut werden oder ganz verloren gehen.
- Genommutation: Mutation, bei denen ganze Chromosomen vermehrt auftreten oder verloren gehen.