Wenn Sie eine Zelle eine Weile beobachten, sehen Sie, wie sie zwischen Wachstum und Teilung wechselt. Während dieser Zyklen ist viel Arbeit erforderlich, um den genetischen Code, der sich in der DNA einer Zelle befindet, oder die Desoxyribonukleinsäure, zu pflegen. Einige Aufgaben, die als Replikation und Transkription bezeichnet werden, sind Aufwärmvorgänge, die stattfinden müssen, bevor die Zelle beginnt, genetische Botschaften zu entschlüsseln. Der als Translation bezeichnete Prozess entschlüsselt genetische Informationen, und der erste Schritt bei der Übersetzung ist die „Initiation“.
RNA
Ribonukleinsäure oder RNA ist ein Molekül, das Zucker enthält. An jeder Zuckereinheit hängt eine von vier verschiedenen Basen – ringförmige Moleküle, die Stickstoff enthalten. Die vier Basen sind Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Uracil (U). Während der Translation steuert die Batting-Reihenfolge der Basen in Messenger-RNA oder mRNA die Reihenfolge der Aminosäuren in Proteinen. Die mRNA-Basisaufstellung stammt von der DNA. Fast jedes Trio von Basen entlang des mRNA-Strangs weist auf eine bestimmte Aminosäure hin. Beispielsweise kodiert das mRNA-Triplett AUG für die Aminosäure Methionin, die bei der Proteinherstellung in der Zelle immer die Leitaminosäure ist.
Ribosomen
Ein Ribosom ist ein winziger Zellteil, der aus zwei Untereinheiten besteht, die ribosomale RNA oder rRNA und Protein enthalten. Zellen haben viele Ribosomen, die Proteinfabriken sind. Transfer-RNA oder tRNA verhält sich wie ein Abschleppwagen, der Aminosäuren zum Proteinmontagebereich des Ribosoms schleppt. Das Ribosom hat drei verschiedene Stellen zum Halten von tRNA-Molekülen. Die P-Stelle greift die erste tRNA an. Die A-Stelle greift die nächste benötigte tRNA und die P-Stelle verschiebt die nächste Aminosäure zum wachsenden Protein. Die entleerte tRNA bewegt sich dann zur E-Stelle, wo das Ribosom sie an den Bordstein stößt. Die P-Stelle wird immer so eingerichtet, dass sie mit der Aminosäure Methionin beginnt.
Vorbereiten der Nachricht
Vor der Übersetzung muss die Nachricht aufgeräumt werden. Die Zelle muss die frisch hergestellte mRNA reparieren, bevor sie an ein Ribosom gesendet wird. Das vordere und hintere Ende erhalten Upgrades, die den Strang vor Angriffen durch unfreundliche Enzyme schützen. Darüber hinaus entfernen Editor-Enzyme unnötige Teile aus dem mRNA-Strang. Die ausgetrickste mRNA bindet mit Hilfe von Proteinen, den sogenannten Initiationsfaktoren, an die kleine ribosomale Untereinheit. Ein Faktor glommt auf das vordere Ende der mRNA, um sicherzustellen, dass es zuerst in das Ribosom geladen wird. Die große ribosomale Untereinheit schließt sich der Gruppe an und erzeugt ein voll beladenes Ribosom, das einsatzbereit ist. Das Ribosomen-assoziierte Mashup aus Initiationsfaktoren, mRNA und der ersten tRNA mit angehängtem Methion wird als Translations-Präinitiationskomplex bezeichnet.
Einleitung
Die Translation beginnt, wenn der Präinitiationskomplex auf dem Ribosom angeordnet ist und das anfängliche tRNA-Methionin-Molekül an der P-Stelle angesiedelt ist. Um das gewünschte Protein aufzubauen, müssen entsprechende Aminosäuren rekrutiert und in der richtigen Reihenfolge in einer Kette gebunden werden. Während der Elongationsphase wandert das Ribosom den mRNA-Strang hinunter, liest ihn und fügt dem Proteinstrang Aminosäuren hinzu. Das Protein wird immer länger, bis das Ribosom ein „Stopp“-Signal am mRNA-Strang trifft, woraufhin das Ribosom das neue Protein ausspuckt.