Zellen und die größeren Organismen, aus denen sie bestehen (außer im Fall einzelliger Organismen), benötigen Proteine für zahlreiche Funktionen. Es liegt in der Verantwortung der Ribonukleinsäure (RNA), die Synthese dieser Proteine aus den Genmaterial (DNA).
Um diesen Prozess durchzuführen, gibt es drei Arten von RNA: Boten-RNA, ribosomale RNA und Transfer-RNA. Es ist die Transfer-RNA, auch tRNA genannt, die dafür verantwortlich ist, die richtigen Aminosäuren an die Translationsstelle zu liefern.
Aminosäuren werden durch tRNA-Einheiten zu den Ribosomen transportiert.
Die drei Arten von RNA
Messenger-RNA (mRNA) fungiert als Blaupause für die Proteinsynthese und steuert den Prozess. Ribosomale RNA (rRNA) fungiert als Fabrik, liefert die Struktur für den Syntheseprozess und verrichtet die Bindungsarbeit.
TRNA übertragen (tRNA) fungiert als Liefervehikel, sammelt die richtigen Aminosäuren und bringt sie zur Fabrik oder zum Übersetzungsort.
Messenger-RNA
Die Desoxyribonukleinsäure (DNA) der Zelle enthält das gesamte genetische Material der Zelle, das aus Segmenten besteht, die als Gene bezeichnet werden. Jedes DNA-Gen enthält die Anweisungen zur Herstellung eines bestimmten Proteins.
Messenger-RNA ist im Wesentlichen eine Kopie eines Abschnitts, oder Gen, von DNA. Ein Enzym namens RNA-Polymerase liest den DNA-Code und erzeugt einen mRNA-Strang. Dies transkribiert eine "Nachricht" (daher der Name Messenger-RNA), die verwendet wird, um schließlich ein Protein basierend auf der DNA-Information zu erstellen.
Dieser mRNA-Strang besteht aus Tripletts von Nukleotide das nennt man Codons. Jedes dieser Codons repräsentiert eine Aminosäure.
Ribosomale RNA
Ribosomale RNA (rRNA) bindet mit einem Protein zu a Ribosom. Das Ribosom dient als stabilisierende Struktur während des Proteinsyntheseprozesses. Es ist im Wesentlichen der Ort der Proteinsynthese, fast wie eine Proteinfabrik.
Die rRNA trägt auch die Enzyme, die benötigt werden, um die Aminosäuren miteinander zu verbinden. Die rRNA heftet sich an den mRNA-Strang und bewegt sich wie ein Reißverschluss entlang, während sie die Aminosäuren zusammen. Mehrere mRNAs können an verschiedenen Punkten entlang des mRNA-Strangs angehängt werden und gleichzeitig arbeiten.
RNA übertragen
Für jeden Aminosäuretyp gibt es mindestens eine tRNA. Die tRNA ist relativ klein und ähnelt der Konfiguration eines Kleeblattes. Jede tRNA hat ein Nukleotidtriplett, ein sogenanntes Anticodon. Dieses Anticodon ist die entgegengesetzte Übereinstimmung mit einem Codon auf der mRNA.
Die tRNA trägt auch die entsprechende Aminosäure für ihr Anticodon. Die tRNA bringt Aminosäuren zum Ribosom (rRNA). Die Aminosäure wird dann "abgeworfen" und mit der wachsenden Aminosäurekette basierend auf der mRNA-Sequenz fusioniert. Dadurch entsteht letztendlich das Protein, für das die DNA kodiert.
Der Proteinsyntheseprozess
Die mRNA wird im Zellkern produziert. Wenn die Zelle feststellt, dass das Protein der gegebenen mRNA benötigt wird, wird die mRNA aus dem Zellkern in das Zytoplasma der Zelle bewegt. Die mRNA trifft auf ein Ribosom, wo sie aneinander binden, um den Ort der Proteinsynthese zu bilden.
Das tRNA bewegen sich im Zytoplasma, nehmen die Aminosäure auf, die ihrem Anticodon entspricht, und transportiert sie zum Ribosom. Die tRNA liest die mRNA und versucht, eine entsprechende Übereinstimmung zwischen ihren spezifischen Anticodons und dem nächsten Codon auf der mRNA zu finden. Bei einer Übereinstimmung gibt die passende tRNA ihre Aminosäure an die rRNA ab.
Die rRNA bindet dann die Aminosäure, die das nächste Glied in der Proteinsequenz darstellt, an die wachsende Aminosäurekette. Sobald die gesamte Aminosäuresequenz zusammengesetzt ist, wird das Protein in seine richtige Konfiguration "gefaltet".
Damit ist die Proteinsynthese abgeschlossen.