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Bei der Proteinbiosynthese wird, vereinfacht gesagt, ein im Zellkern in der DNA gespeicherter Bauplan in einen für die “Bauarbeiter” lesbaren Plan, die sogenannte mRNA (messenger RNA) übersetzt und dann im Zytosol in ein Polypeptid umgesetzt.

Der Bauplan beinhaltet eine Abfolge von den Basen (s.DNA/RNA) Adenin(A), Guanin(G), Uracil(U) und Cytosin©, von denen jeweils drei für eine bestimmte Aminosäure stehen, z.B. steht die Abfolge GGC für die Aminosäure Glycin. Das bezeichnet man als den genetischen Code, also ein “Basentriplett” steht immer für eine bestimmte Aminosäure. Man bezeichnet so ein Triplett auch als Codon.

Gelangt ein Bauplan (mRNA) nun ins Zytosol der Zelle heften sich, ebenfalls aus dem Zellkern stammende kleine Moleküle, Ribosomen, an die mRNA. Man kann sie sich als die Bauarbeiter vorstellen. Sie bilden einen Komplex und suchen nun die mRNA nach dem Startcodon AUG ab. AUG steht für die Aminosäure Methionin und jedes eukaryontische Protein beginnt mit dieser Aminosäure. Haben die Bauarbeiter den Startpunkt gefunden, kommt ein “Transporthubschrauber” (tRNA=transport RNA), der mit der entsprechenden Aminosäure beladen ist und dockt mit seinem Anticodon(1) an den mRNA-Ribosom-Komplex. Daraufhin rutscht der Komplex eine Stelle auf und der nächste Hubschrauber bringt die nächste passende Aminosäure z.B. Glycin. Das Ribosom ist nun in der Lage zwischen den beiden Aminosäuren eine chemische Bindung herzustellen, eine sogenannte Peptidbindung, deswegen bezeichnet man die Ribosomen auch als Ribozyme, weil sie eben auch enZYMatische Funktionen haben. Rückt der Ribosomenkomplex nun wieder eine Stelle auf der mRNA auf, verlässt der Transporter (tRNA), der die erste Aminosäure Methionin gebracht hat den Komplex wieder und sucht neue Aufgaben. Aber es kommt sofort ein neuer, der wieder eine passende Aminosäure im Gepäck hat. Wieder wird eine Peptidbindung geschaffen und unser zukünftiges Protein ist schon drei Aminosäuren groß. Der Ribosomenkomplex rückt wieder eine Stelle auf der mRNA auf und nun muss auch der Transporter, der die zweite Aminosäure gebracht hat wieder abdocken. Dieser Prozess wiederholt sich dem Bauplan entsprechend immer wieder, so dass das Protein immer größer wird, bis ein sogenanntes Stop – Codon (z.B UAG) erreicht wird. Dieses Basentriplett gibt den Ribosomen Bescheid, dass der Bauplan zu Ende und das Protein fertig ist, woraufhin sich der Komplex auflöst und das entstandene Protein seinen Aufgaben entgegentritt. Oft müssen Proteine die sich Chaperone (frz. Hausdame) nennen den neuen Proteinen noch bei der Faltung zum Einnehmen ihrer endgültigen Konfiguration behilflich sein. Je nachdem wo ein Protein eingesetzt werden soll, z.B. im Kern oder Extrazellulär, wird es noch weiter im Endoplasmatischen Retikulum und/oder im Golgi-Apparat modifiziert.

Bei kleinen Proteinen bzw. Peptiden, wie z.B. Glutathion, besteht auch die Möglichkeit eines enzymatischen Zusammenbaus ohne Hilfe der Ribosomen, man spricht dann von extraribosomaler Proteinbiosynthese.

(1)
Basenabfolge, die nach den Basenpaarungsgesetzen genau zum Codon passt, also Codon AUG => Anticodon gleich CAU, weil sich A immer mit U paart und G immer mit C, zusätzlich wird ein Strang immer 3´→5´, der andere 5´→3` geschrieben