Translation – wie der Körper Proteine herstellt

Wusstest du, dass in deinem Körper mehr als 100.000 verschiedene Proteine vorkommen? Gut, dass dein Organismus da den Überblick behält!
Aber wie ist es möglich, dass so viele verschiedene Proteine entstehen? Das erfährst du im folgenden Video zur Translation:

Phasen der Proteinbiosynthese

Die Proteinbiosynthese findet im Zellplasma statt und besteht aus zwei Phasen:

  • Phase 1 ist die Transkription. Dabei wird ein DNA-Abschnitt, ein Gen, in eine mRNA überschrieben.
  • Phase 2 ist die Translation, bei der die mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird.

    Translation Proteinbiosynthese

    Der Ablauf der Proteinbioysynthese (© STARK Verlag 2018)

Diese Translation schauen wir uns mal genauer an!

Als „Übersetzer“ der Basensequenz der mRNA in die Aminosäure­se­quenz des Proteins dienen die tRNAs. Diese kleinen RNA-Mo­le­kü­le sehen durch die Basenpaarungen des RNA-Einzelstrangs ein bisschen aus wie Kleeblätter. Am mittleren Blatt enthält die tRNA eine Sequenz aus drei Basen, ein Basentriplett. Dieses Basentriplett kann sich als Anticodon an ein kom­­­plementäres Basentriplett, das Codon, der mRNA binden.

Die tRNAs werden mithilfe spezieller Enzyme jeweils mit der genau zu ihnen passenden Aminosäure beladen. Das ist super wichtig, weil nur so jedem Codon der mRNA eine spezifische Aminosäure zugeordnet werden kann.

Für die Translation brauchen wir zusätzlich zur mRNA und der beladenen tRNA noch die Ribosomen, die aus einer großen und einer kleinen Untereinheit bestehen.

Nun kann die Translation starten!

  • An einem Start-Codon auf der mRNA, normalerweise A-U-G, treffen sich die beiden Untereinheiten eines Ribosoms und eine sog. Ini­­tia­tions-tRNA. Passend zum Codon A-U-G trägt diese tRNA natürlich das Anticodon U-A-C. Im Schlepptau hat sie die Amino­säure Methionin, die dadurch die erste Aminosäure fast aller Proteine ist. Die Translation verläuft von 5′- in 3′-Richtung.
  • Die Initiations-tRNA liegt anfangs in der P-Stelle des Ribosoms. An der A-Stelle bindet jetzt eine mit einer Aminosäure beladene tRNA, deren Anticodon, wie könnte es anders sein, kom­ple­mentär zum nächsten Codon der mRNA ist.
  • Die beiden Aminosäuren werden dann durch eine Peptid­bin­dung miteinander ver­knüpft. Das Methionin verabschiedet sich von der Initiations-tRNA und ist nur noch an die andere Aminosäure gebunden.
  • Das Ribosom wandert auf der mRNA ein Co­don weiter. Dabei rückt die tRNA mit der wachsenden Peptid­kette an die P-Stelle und die „leere“ Initiations-tRNA verlässt das Ribosom.
  • Jetzt wiederholt sich der Vorgang: Eine neue komplementäre tRNA bindet, die Aminosäuren werden verknüpft und die Kette wächst. Das Ganze läuft so lange, bis ein Codon in die A-Stelle rückt, zu dem es keine tRNA mit passendem Anticodon gibt. An einem solchen Stop-Codon, z. B. U-A-A ist der Spaß zu Ende, und die Proteinbiosynthese bricht ab. Der gesamte Proteinbiosynthesekomplex zerfällt in seine Einzelteile und die Ami­no­säu­re­kette wird freigesetzt.

Translation ProteinbiosyntheseDas entstehende Protein nimmt schon während der Synthese an den Ribosomen seine durch die Primärstruktur, also die Aminosäuresequenz, fest­­gelegte Sekun­där- und Tertiärstruktur ein.

Zusammenfassung

  • Die Proteinbiosynthese besteht aus der Transkription und der Translation.
  • Bei der Translation wird die bei der Transkription entstandene mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt.
  • Für die Translation werden die mRNA, mit Aminosäuren beladene tRNAs und die Ribosomen benötigt.
  • Die Translation beginnt bei einem Start-Codon und läuft in Triplettschritten bis zu einem Stop-Codon.
  • Danach wird die Aminosäurekette freigesetzt und das Protein nimmt seine endgültige charakteristische räumliche Struktur ein.

 

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Andy

Nachdem ich an mehreren Schularten als Lehrer tätig war, habe ich als Redakteur eine neue Aufgabe gesucht – und gefunden. Seit 2017 blogge ich für schultrainer.de über alle Themen, die mit Schule und Bildung zu tun haben. Vor allem möchte ich Schülern, Lehrern und Eltern den Spaß am Entdecken von Neuem (und auch Altem) näherbringen.

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