Theorie:
Proteinsynthese - ein Überblick
Die Proteinsynthese ist die Produktion von Proteinen. Die DNS enthält die Informationen darüber, wie (Strukturgene) und unter welchen Umständen (Regulatorgene) Proteine gebaut werden. Ein Gen wird exprimiert (= Genexpression).
Proteine (Eiweiße) sind Ketten von Aminosäuren. In der Natur kommen \(20\) verschiedene Aminosäuren vor. Die genaue Abfolge der Aminosäuren (= Primärstruktur der Proteine) bestimmt die Eigenschaften des Proteins. Die DNS muss daher einen genauen Bauplan für die Aminosäureabfolge enthalten.
Zusatz: Der Einfachheit wegen, werden die Produkte der Genexpression (Proteinsynthese) in der Folge durchwegs als Proteine bezeichnet. Grundsätzliche werden je nach Anzahl der Aminosäuren, die ein Produkt der Proteinbiosynthese aufbauen, unterschiedlich bezeichnet:
bis zu \(10\) Aminosäuren = Peptide
\(10-100\) Aminosäuren = Polypeptide
\(> 100\) Aminosäuren = Proteine
Ablauf der Proteinsynthese:
Die Protein(bio)synthese besteht aus 2 Schritten mit anschließender Proteinfaltung:
- Transkription: In diesem Schritt wird von einem bestimmten Gen (=Bereich der DNS, der für das Protein kodiert) eine Kopie (= mRNS) erstellt. Die DNS wird in eine RNS umgeschrieben.
- Translation: Im zweiten Schritt wird die Basenabfolge in eine Aminosäureabfolge übersetzt.
- Faltung: Bildung der typischen Proteinstrukturen zur Erlangung der Funktion
Ort der Proteinsynthese:
Die DNS befindet sich bei eukaryotischen Zellen im Zellkern. Dort findet daher auch die Transkription statt. Die erstellte Kopie wird an die Ribosomen, die im endoplasmatischen Retikulum und somit im Zellplasma lokalisiert sind, weitergeleitet.
Wichtig!
Bei der Proteinsynthese werden Basensequenzen in Aminosäuresequenzen übersetzt, wobei ein Basentriplett (= Codon) für eine Aminosäure steht. Die Proteinsynthese erfolgt in drei Schritten: Transkription, Translation und Faltung.
Zusammenfassung die Proteinsynthese
Protein(bio)synthese
Die obenstehende Abbildung zeigt:
- im Zellkern (Nucleus) die DNA und die Transkription (= Synthese der mRNA)
- im Zytoplasma die Translation (= Übersetzung in die Sprache der Proteine)
- direkt am Ribosom entsteht im Zytoplasma ein Proteinfaden (= Aminosäurekette), der noch gefaltet werden muss.
Im Folgenden sieht man zwei mRNS Stränge mit vielen Ribosomen. Die Aminosäureketten (= Proteinfäden = Polypeptidketten) werden von links (Kettenanfang) nach rechts (Kettenende) immer länger.
Translation unter dem Mikroskop
Quellen:
Ruso, Bernhart. 2011. BIOLOGIE. Skriptum. Wien: Dr. Roland GmbH, 2011. 3.Auflage
https://de.wikipedia.org/wiki/Proteinbiosynthese
http://www.biokurs.de/skripten/bs11-59.htm