Genetischer Code - Translation
1. Aktivierung der Aminosäuren
- für die Proteinsynthese müssen die AS über eine Peptidbindung miteinander verknüpft werden.
- da das chemische Gleichgewicht auf Seite der Hydrolyse liegt, müssen AS erst aktiviert werden.
Schritt 1:
ATP reagiert mit einer Aminosäure, wobei Diphosphat abgespalten wird. Es entsteht eine adenylierte AS (= Aminoacyl-AMP)
Schritt 2:
Aminoacyl-Gruppe wird auf das 3` Ende einer tRNA übertragen, wobei AMP frei wird. Es entsteht Aminoacyl-tRNA
- wird Katalysiert von Aminoacyl-tRNA Synthetasen.
- Synthetasen erkennen AS und dazugehörige tRNA.
2. Aufbau von Ribosomen
Ribosomen führen mRNA, tRNA und Enzyme zusammen und koordinieren Proteinbiosynthese (=Multienzymkomplex)
- cytoplasmatische Proteine werden an den freien Ribosomen im Cytoplasma synthetisiert.
- Membranproteine, Lysosomale Proteine und sekretorische Proteine werden an den Ribosomen am ER synthetisiert.
- Polysomen= mehrer Ribosome, die an einer mRNA gebunden sind.
- noch während die Translation an einem Ribosom abläuft, fädelt sich ein zweites Ribosom auf die mRNA und beginnt mit der Proteinbiosynthese
- die Ribosomen arbeiten unabhängig voneinander und synthetisieren ein vollständiges Protein
3. Molekularer Ablauf der Proteinbiosynthese
- mRNA wird von 5´ nach 3´abgelesen.
- Protein wird vom Amino zum Carboxylende synthetisiert.
Initiation:
Die kleinere Untereinheit eines Ribosoms bindet an eine spezifische Bindungsstelle am 5` Ende der mRNA und wandert dan die mRNA entlang bis zum Startcodon AUG.
Gleichzeitig lagert sich an das AUG die Met-tRNA, also die Start tRNA beladen mit dem Methionin an, die das passende Anticodon UAC besitzt.
Jetzt tritt die größere Untereinheit des Ribosoms hinzu.
Bei Prokaryonten wird noch eine Shine- Dalgamo Sequenz benötigt die 5 Basen vor dem Start AUG liegt.
Elongation:
Das nun komplette Ribosom verfügt über 2 Bindungsstellen für tRNA´s die unmittelbar über benachbarte Tripletts der mRNA liegen.
die Met- tRNA liegt an der P Bindungsstelle im Ausgang P.
An der benachbarten A Bindungsstelle Eingang A liegt das nächste Triplett an dem eine passende mit einer AS beladene tRNA bindet.
Die AS der beiden tRNA´s werden nun mit einander verknüpft (Peptidbindung).
Anschließend löst sich die Bindung zwischen tRNA und Metionin und die freie tRNA verlässt den P Bereich.
Das Ribosombewegt sich jetzt von 5` in 3` Richtung ein Basentriplett weiter. Dadurch liegt die zweite tRNA im Ausgang P und im nun freien Eingang A kann sich eine neue passende tRNA anlagern.
Die zugehörige AS wird mit vorhandenen Aminosäuren-Ketten verknüpft. Die Schritte wiederholen sich nun.
Die perlenartig wachsende Polypeptidkette bezeichnet man als Polysom.
Termination:
Die Aminosäuren-Kette wächst bis ein Stop-Codon im Eingang A des Ribosoms liegt.
Da es hierzu keine passende tRNA gibt wird der Bereich A von einem Enzym, dem Freisetzungsfaktor “RF” besetzt.
Er spaltet das Polypeptid von der letzten tRNA.
Das Ribosom löst sich von der mRNA und zerfällt in seine Untereinheiten und das neu gebildete Protein wird freigesetzt.
