Bio KA 12/2 (2)

- 1 große und 1 kleine Untereinheit

- sie sind entweder frei im Plasma oder am ER

- die kleine Untereinheit führt tRNA und mRNA zusammen und sorgt für die richtige Reihenfolge der Polypeptide

- die große sorgt fpr die chemische Verknüpfung der Aminosäuren

- Die Ribosome vin Pro- und Eukaryoten unterscheiden sich in der Größe

- Ein Codon ist ein Basentriplett, Drei-Basen-Code, mit dem man eine bestimmte Aminosäure synthetisieren kann

- Dadurch ergeben sich 64 Kombinationsmöglichkeiten (2^3) um alle 20 Aminosäuren zu verschlüsseln

- Code wird in 5´ —> 3´ Richtung angegeben

- Startcodon: AUG (Methionin, Startet Prozess der Proteinbiosynthese)

- Stoppcodon: UAA, UAG, UGA (Beendet die Proteinbiosynthese)

1. Der Code besteht aus Tripletts, die jeweils iene Aminosäure codieren

2. Der ist eindeutig. Ein Codon —> Eine Aminosäure

3. Der Code ist degeneriert. Fast alle Aminosäuren werden von mehreren Tripletts codiert

4. Der ist Kommafrei, nicht überlappend: Die tripletts folgen lückenlos aufeinander. Eine Base kann also nicht Teil von zwei Codes sein.

5. Der Code ist Universell, da alle Lebewesen (außer wenigen Einzellern) dieselbe „Sprache“ benutzen.

Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt, der für eine mRNA codiert.

- tRNA (Transfer-RNA) sind Vermittlermoleküle, die die Basentripletts mit den Aminosäuren in Kontakt bringen

- Bestehen aus Nucleotiden (ugf 80 Nucleotide): Sekundärstruktur Schleifen durch Basenpaarungen (Kleetblatt) und die Tretiärstruktur ist eine L-Förmige Gestalt

- Es gibt für jede Aminosäurenart ungefähr 50 verschiedene tRNA-Sorten

• Transport Aminosäure vom Plasma zu den Ribosomen

• Am 3’-Ende des kurzen L-Arms, das Triplett CCA, an das die Aminosäure bindet

• Am Ende des langen Arms, das Anticodon (kompl. Zu einem Codon der mRNA)

Zunächst DNA im Nucleus -> Transkription im Nukleus (DNA wird zur mRNA) -> Dann mRNA, Ribosomen, tRNA, Aminosäuren im Plasma -> Translation

=> Proteine

Die RNA Polymerase bindet an DNA Doppelhelix, löst Doppelhelix auf und synthetisiert einen mRNA Strang ein einen DNA Strang

• es passiert die Bildung einer Kopie eines Gens in Form einer Ribonukleinsäure (mRNA)

• RNA-Polymerase ähnelt DNA-Polymerase, braucht aber keinen Primer (erkennt Promotor)

• Liest den strang, der in 3’-5’ Richtung geht, ab, da sie selber nur von 5’ zu 3’ arbeiten kann -> Matrizenstrang

• Nach erkennung eines Startsignals -> blasenartige Trennung innerhalb des Gens -> Sie löst die HBB -> Auftrennung innerhalb des Gens -> Nucleotide lagern sich an Matrizenstrang und werden von RNA-Polymerase zu einem Strang verknüpft

• Bei erkennung eines Stoppsignals -> lösen von mRNA von DNA und Blase schließt sich

- Sie haben unterschiedliche Zucker (Desoxyribose, Ribose)

- RNA ist Einzelsträngig, DNA Doppelsträngig (Doppelhelix)

- RNA hat statt Thymin Uracil

Nirenberg & Matthaei (1961):

Verwendeten RNA (wird in Genexpression als Kopie der DNA hergestellt)-> sorgten für ein zellfreies Sytem (keine DNA oder RNA mehr, nur Sachen, die für Genexpression wichtig sind)

Fügten dem extrakt RNA hinzu (Sequenz: poly-U, UUUU…) -> in 20 versuchsansätzen wurden je radioaktiv markierte Aminosäure hinzugefügt -> Nur der Ansatz mit Phenylalanin führte zu einem radioaktiv markiertem Polypeptid (das bestand nur aus der Aminosäure, poly-Phe)

=> Basenabfolge UUU enthält Code für „Phe“

• Die Anlagerung erfolgt durch Aminoacetyl-tRNA-Synthetasen (Enzyme sind hochspezifisch und die tRNA wird an der Erkennungsregion erkannt, für jede AS gibt es eine -> 20 Aminoacetyl-tRNA-Synthetasen arten)

• Es gibt 2 Bindungsstellen am Aktiven Zentrum (1 für AS, die an ihrem Rest erkannt wird) und die tRNA, die am Anticodon erkannt wird

- der Stiel am 3´-Ende bindet die Aminosäure

- das Anticodon (=Basentriplett) lagert sich an ein Codon der mRNA

- Eine weitere Schleife sorgt für den Kontakt mit Ribosomen

• KOVALENTE BINDUNG

Posttranslationslae Modifikation, Dissozieren der Trna, die sich in der e stelle Befindet

Bei Prokaryoten:

Nach der Transkriptionen ist die mRNA sofort für die Ribosomen frei zugänglich -> Sie setzen also am 5´-Ende an, obwohl noch die Transkriptionen im Gange ist (Also überlappen sich die Zeiten, Proteine nach fast halber Minute nachweisbar) -> Polysomen Sind viele Ribosomen, die gleichzeitig an der mRNA tätig sind -> sich das erste Ribosomen um ein Stück Stück auf der mRNA rückt, setzt ein weiteres schon an -> Damit sind in sehr kurzer Zeit neue Proteine vorhanden -> Als Vorteil hat das eine schnelle Reaktion auf Umweltbedingungen -> eine kurze Generations Zeit -> Nach kurzer Zeit beginnt der mRNA Abbau.

Bei Eukaryoten:

Die mRNA muss fertig transkribiert sein, um den Zellkern verlassen zu können, weil erst dann die Transkriptionen möglich ist. Die nach der Transkriptionen entstandene mRNA ist länger als gebraucht, weshalb sie von Prä-mRNA in Reife mRNA umgewandelt werden muss -> Nur Exons enthalten Informationen für das Protein -> dazwischen liegen Intron (Sie enthalten keine Informationen, sondern sind einfach nur Nukleotiden) -> Die Introns werden durch Schneide Enzyme( Spleißenzyme, “Spleißosome”) An bestimmten Stellen zu schleifen, zusammengelegt und abgeschnitten -> Danach werden die Exons zu Reifen mRNA verknüpft ->

Das Stück am 3’-Ende(Der Trailer) Wird abgeschnitten und durch einen Poly – A – Schwanz ( Besteht aus 150 – 250 Aden – Nukleotiden) Ausgetauscht -> Am 5’-Ende wird eine Kappe Aus methyliertem Guanin aufgesetzt, was wichtig für den Kontakt zu kleinen Ribosomen Untere

• Eukaryotische Gene sind gestückelt: Mosaikgene (bestehen aus Mosaik von codierenden und nicht codierenden Sequenzen)

inheiten ist

• Mutationen sind sprunghaft, zufällige, bleibende Erbgutveränderungen

• Mutagene (Stoffe (z.B. chemisch) und Strahlung (UV)) lösen Mutationen aus

• Ein Mutant ist ein Lebewesen mit einer Mutation

• Er gibt 3 Mutationsarten:

  • Genmutationen (Veränderung der DNA innerhalb eines Gens)

  • Genommutationen (Veränderung der Chromosomenanzahl)

  • Chomosomenmutationen (Veränderung der Chomosomenstruktur)

Die Ausschnittsreparatur:

• Die Endonuclease erkennt die geschädigte Stelle an der räumlichen Verformung (Sie führt dann vor und hinter dem Dimer einen Schnitt aus)

• Die Exonuclease entfernt den Dimer

• Die DNA-Polymerase füllt die Lücke und der intakte komplementäre Strang gilt als Kopiervorlage

• Die integration erfolgt, wie bei der Replikation durch die Ligase

• E. Coli Bakterien wachsen auf einem Nähr Medium, auf das Glukose enthält -> Die Wachstumskurve steigt, solange noch Glukose vorhanden ist -> Hört aufzusteigen, sobald Glukose nahezu verbraucht ist.

• Es wird nun Laktose hinzugefügt -> Nach einiger Zeit steigt Wachstum an -> Über die ganze Zeit werden die Enzyme des Laktoseabbaus gemessen -> Der Anstieg erst einige Zeit nach der Laktosezugabe.

1. Spleißen: Ausscnitt von Introns durch die Katalytische Wirkung dee Spleißosomen (bestehen aus RNA-Molekülen und Proteinen), Exons werden zu einer zusammenhängender mRNA verknüpft

2. Am 5’-Ende wird ein methyliertes Guanin aufgesetzt als Kappe: cap-Struktur. Schützt vor enzymatischen Abbau und erleichtert anheftung an Ribosomen

3. Am 3’-Ende wird eine Sequenz von bis zu 250 Adenin-Nucleotiden angeheftet (Poly-A-Schwanz). Erleichtert Export der mRNA in das Cytoplasma und schützt das Ende vor dem enzymatischen Abbau.

=> Durch cap Struktur und Poly-A-Schwanz: Eukaryotische mRNA-Moleküle, deutlich höhere Lebensdauer als Prokaryoten (wenige Minuten, was beakterien z.B. auf Ihre kurze Lebensdauer zurückzu Ist)

Kinstitutiv: ist ein Gen, das ständig exprimiert wird

Reguliert: Gene, die die Bedarfkurzfristig an oder abgeschaltet werden