Wie man DNA in mRNA transkribiert
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Das genetische Material der meisten Organismen ist DNA, die die für die Entwicklung, Funktion und Reproduktion des Organismus erforderlichen Informationen speichert. DNA ist ein langes Stück Nukleotide, in dem sowohl kodierende als auch nicht kodierende Regionen innerhalb der Nukleotidsequenz identifiziert werden können. Die kodierenden Regionen enthalten die Informationen für die Produktion funktioneller Proteine in den Organismen. Der Prozess der Herstellung der Polypeptidkette des Proteins innerhalb der Zelle wird als Proteinsynthese bezeichnet. Die Transkription von DNA in mRNA und die Translation von mRNA in eine Aminosäuresequenz des Proteins sind die aufeinander folgenden Schritte der Proteinsynthese.
Wichtige Bereiche
1. Was sind Gene?
- Definition, Funktionen, Rolle
2. Wie man DNA in mRNA transkribiert
- Prozess der Transkription
Schlüsselbegriffe: DNA, Gene, mRNA, Proteinsynthese, Transkription, Translation
Was sind Gene?
Gene sind DNA-Stücke, die proteinkodierende Regionen im Genom eines bestimmten Organismus enthalten. Die proteinkodierende Region und die regulatorische Region sind die zwei Segmente eines Gens. Die proteinkodierende Region eukaryotischer Gene enthält Introns und Exons. Die regulatorische Sequenz eines Gens enthält Nukleotidsequenzen wie Promotor, Enhancer und Silencer, die für die Regulation der Genexpression verantwortlich sind. Gene sind in Chromosomen enthalten, wie in gezeigt Abbildung 1.
Abbildung 1: Gene
Ein vollständiger Satz von Genen einer bestimmten Art wird während der Reproduktion von einem Organismus vererbt. Die alternativen Formen eines Gens werden als Allele bezeichnet. Unterschiedliche Allele geben den Organismen in einer bestimmten Population phänotypische Variationen.
Wie man DNA in mRNA transkribiert
Proteinsynthese ist der Prozess der Herstellung einer Polypeptidkette eines funktionellen Proteins basierend auf den in einem Gen gespeicherten Informationen. Die zwei Schritte der Proteinsynthese sind Transkription und Translation. Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinsynthese. hier wird ein mRNA-Molekül auf der Grundlage der Informationen erzeugt, die in dem entsprechenden Gen codiert sind.
RNA-Polymerase ist das an der Transkription beteiligte Enzym. Die Transkription wird durch die Bindung von RNA-Polymerase an den Promotor des Gens initiiert. Diese Bindung wird durch Transkriptionsfaktoren sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten erleichtert. Die sechs Transkriptionsfaktoren, die mit RNA-Polymerase in Eukaryoten assoziiert sind, sind TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF und TFIIH. Die Bindung der RNA-Polymerase an die DNA-Doppelhelix bildet a Transkriptionsblase. Die RNA-Polymerase liest den Antisense-DNA-Strang von 3 'nach 5'. Die Transkriptionsblase besteht aus etwa 14 Basen des abgewickelten doppelsträngigen Promotors. Dann werden komplementäre RNA-Nucleotide an den Antisense-Strang von der Transkriptionsinitiationsstelle aus 5'-3'-Richtung angefügt. Die Zugabe von Nukleotiden wird an der Transkriptions-Terminationsstelle gestoppt. Am Ende des 3'-Endes fügt das Enzym auch einen Polyadenylat-Schwanz hinzu. Der Vorgang der Transkription ist in dargestellt Figur 2.
Abbildung 2: Transkription
Das durch RNA-Polymerase synthetisierte Primärtranskript ist als Prä-mRNA bekannt. Die eukaryotische Prä-mRNA besteht aus Introns, die beim RNA-Splicing in posttranslationalen Modifikationen abgespalten werden sollten. Beim alternativen Spleißen von eukaryotischer prä-mRNA werden aus einem einzigen Gen mehrere Proteine gebildet. Im Allgemeinen sind eukaryotische Gene in sogenannten Genclustern organisiert Operonen. Die Gene in einem bestimmten Operon sind für eine bestimmte Funktion in der Zelle verantwortlich, beispielsweise für den Stoffwechsel. Diese Operonen werden gleichzeitig transkribiert und produzieren aus einem einzigen mRNA-Molekül mehrere Proteine.
Fazit
Die Proteinsynthese ist ein Verfahren zur Herstellung von Proteinen auf der Grundlage der in einem Gen kodierten Informationen. Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinsynthese. Während der Transkription wird der Protein-kodierende Bereich des Gens in ein mRNA-Molekül transkribiert, das schließlich zur Synthese der Polypeptidkette übersetzt wird.
Referenz:
1. Venters, B. J und B. F. Pugh. "Wie werden eukaryotische Gene transkribiert?" Kritische Reviews in Biochemie und Molekularbiologie., US National Library of Medicine, Juni 2009, erhältlich hier.
Bildhöflichkeit:
1. "Chromosomen-DNA-Gen" von Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. "Transkriptionsprozess (13080846733)" von Genomics Education Program - Transkriptionsprozess (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia
