Transkription

Mit Transkription wird das "Umschreiben" von in der DNA enthaltenen Gensequenzen in eine verwandte, aber nicht identische Sprache, der mRNA bezeichnet. Die drei Phasen der Transkription heißen: 

• Initiation
• Elongation und
• Termination.

Die Strangtrennung erfolgt durch die Helikase, Elongation mithilfe der Polymerase III (arbeitet auf Einzelstrang nur in 5’-3’-Richtung), Starthilfe durch das Enzym Primase, welches die Primer bildet. Die Polymerase I entfernt die RNA-Primer und ersetzt sie durch DNA-Nukleotide, die Lücken in der neuen DNA schließt die DNA-Ligase. Der Mechanismus ist leading- bzw. lagging-strand angepasst!

Die Transkription ist notwenedig, weil die DNA zu groß und zu wertvoll ist, um sie durch die Zelle zu bewegen. Bei der Transkription wird durch einen Kopiervorgang der RNA-Polymerase die genetische Information der DNA in mRNA umgeschrieben. Die mRNA (Boten-RNA) wiederum dient dann als "Transkript" für die Translation. Bei diesem Folgeprozess erfolgt am Ribosom die Übersetzung der mRNA in Aminosäuren. Gene werden unterschieldich häufig abgelesen. So hat die Zelle die Möglichkeit, je nach den Bedingungen entsprechend angepasst zu reagieren und untetschiedliche Mengen an mRNA zu produzieren.  

Bei der Translation ist die Unterscheidung zwischen dem Startcodon, den normalen Codons und den Stopp Codons wichtig. Die Translation wird immer an dem Startcodon AUG (Basentriplett bestehend aus Adenin (A), Uracil(U) und Guanin(G)) der mRNA beginnen und an einem der drei Stopcodons (bestehend aus UGA, UAA oder UAG) enden.

• Als "normale" Codons werden alle anderen Basentripletts bezeichnet, die weder Start- noch Stoppcodon sind und jeweils eine bestimmte Aminosäure codieren. Das Startcodon AUG codiert zusätzlich eine Aminosäure (Methionin).
• Die drei Stoppcodons sind nur für die Beendigung der Translation zuständig. Sie codieren keine Aminosäure.

Am Startcodon lagert sich jetzt die erste tRNA (Transfer RNA) an der mRNA an (das Startcodon ist AUG und nimmt die erste anlagernde tRNA dementsprechend die Aminosäure Methionin auf).  Die tRNA hat die Aufgabe, die einzelnen Aminosäuren zum Ribosom zu transportieren und diese dann mit einer anderen Aminosäure zu verbinden. Aus dieser Abfolge entsteht die Peptidketten.

Die tRNA besteht aus mehreren Armen. Ein Arm bindet eine Aminosäure. Am gegenseitigen Arm befindet sich das Anticodon, das zum entsprechenden Basencodon der mRNA passt.

Beispiel: Die tRNA für Methionin besitzt das Anticodon UAC; dieses passt nur auf das Basentriplet AUG in der mRNA. Damit codiert die Basenabfolge AUG in der mRNA die Aminosäure Methionin. Jede tRNA ist immer nur für eine Aminosäure zuständig, analog zu ihrem Anticodon.

Damit benötigt jede Aminosäure eine spezifische tRNA, um zum entsprechenden Codon auf der mRNA vermittelt zu werden. Es folgt eine zweite tRNA mit einer entsprechenden Aminosäure, die neben der ersten tRNA angelagert wird. Zwischen beiden Aminosäuren entsteht eine Peptidbindung. Nach Anlagerung der Aminosäure verlässt die erste tRNA das Ribosom.  Die angelagerte Aminosäure befindet sich nunmehr am Ende des Armes der zweiten tRNA zusammen mit deren Aminosäure. Weiterhin lagert sich eine dritte tRNA samt spezifischer Aminosäure an die mRNA an. Der Prozess wiederholt sich solange, bis in der mRNA ein Basentriplett auftaucht, das ein Stopcodon codiert. Für Stopcodons gibt es keine passenden tRNA, sodass sich die entstandene Peptidkette nunmehr ablößt. Der Polypeptidstrang ist finalisiert.