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13.12: Translation
INHALTSVERZEICHNIS

 

PROTOKOLLE

13.12: Translation

Überblick

Die Translation ist der Prozess der Synthese von Proteinen aus der genetischen Information, die von der Boten-RNA (mRNA) getragen wird. Nach der Transkription stellt sie den letzten Schritt in der Expression von Genen dar. Dieser Prozess wird durch Ribosomen, Komplexe von Proteinen und spezialisierten RNA-Molekülen durchgeführt. Ribosomen, Transfer-RNA (tRNA) und andere Proteine sind an der Herstellung der Aminosäurekette beteiligt.

Die Translation produziert die Bausteine des Lebens

Proteine werden als Bausteine des Lebens bezeichnet, weil sie hinsichtlich ihrer Masse die große Mehrheit der Bestandteile aller Organismen ausmachen. Dies reicht von Muskelfasern zu Haaren auf dem Kopf bis hin zu Bestandteilen des Immunsystems. Der Bauplan für jedes einzelne dieser Proteine wird von den Genen kodiert, die in der DNA jeder Zelle gefunden werden können. Das zentrale Dogma der Biologie besagt, dass die genetische Information durch die Prozesse der Transkription und Translation in funktionelle Proteine umgewandelt wird.

Die Translation findet außerhalb des Nucleus statt

Eukaryonten haben einen membrangebundenen Kern, in dem die mRNA von der DNA transkribiert wird. Nach der Transkription wird die mRNA aus dem Kern herausgeschleust, um in eine Kette von Aminosäuren, ein Polypeptid, und schließlich in ein funktionsfähiges Protein übersetzt zu werden. Dies kann im Cytoplasma oder im rauen endoplasmatischen Retikulum geschehen, wo die Polypeptide weiter modifiziert werden. Im Gegensatz dazu fehlt den Prokaryonten ein Kernkompartiment. Die Translation findet bei Prokaryonten also im Cytoplasma statt, manchmal sogar noch während die mRNA transkribiert wird.

Die Sequenz der Codons in der mRNA bestimmt die Polypeptidsequenz

Jedes Codon in der mRNA entspricht einer der 20 Aminosäuren, die eine Zelle vorrätig hält, sowie Stoppcodons, die nicht für Aminosäuren kodieren. Ein weiteres RNA-Molekül, die Transfer-RNA (tRNA), ist dafür verantwortlich, bei der Translation die richtige Aminosäure, basierend auf der Codonsequenz, an die Ribosomen zu liefern. An einem Ende des tRNA-Moleküls binden Enzyme, die Aminoacyl-tRNA-Synthetasen genannt werden, die spezifische Aminosäure kovalent an die Anheftungsstelle, während die am anderen Ende der tRNA befindliche Anticodon-Sequenz dafür sorgt, dass die richtige Aminosäure an das Ribosom geliefert wird. Einige tRNA-Moleküle sind in der Lage, an mehr als eine Codonsequenz zu binden, was eine vielseitige Kodierung, den sogenannten Wobble-Effekt, ermöglicht. Dies ist darauf zurückzuführen, dass tRNA-Moleküle im Vergleich zu den ersten beiden Nucleotiden eine geringere Bindungsspezifität an das dritte Nukleotid in der mRNA-Codonsequenz aufweisen.

Einige Erbkrankheiten sind auf Translationsdefekte zurückzuführen

Die Translation ist ein komplexer Prozess, der von einer Vielzahl von zellulären Komponenten abhängt. Mutationen, die sich auf jeden Teil dieses vielfältigen Werkzeugsatzes auswirken, können Krankheiten verursachen. Zum Beispiel resultiert die Eisenspeicherkrankheit Hyperferritinämie, auch bekannt als Katarakt-Syndrom, aus Mutationen in der 5 unübersetzten Region der mRNA, einer Region, die für die Rekrutierung von Translations-Initiationsproteinen wichtig ist. Diese Mutationen führen zu abnorm hohen Translationsraten des Eisenproteins Ferritin, so dass es sich im Blut und im Gewebe der betroffenen Patienten anreichert. Als Folge davon trüben sich die Augenlinsen. Andere Krankheiten sind mit Mutationen in den Genen, die für die tRNAs und die ribosomalen Untereinheiten kodieren, verbunden. Die Knochenmark-Krankheit Diamant-Schwarzfan-Anämie zum Beispiel geht auf Mutationen im RPS19-Gen zurück, einem Bestandteil der kleinen ribosomalen Untereinheit.


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