Mechanismus der Translation
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Mechanismus der Translation von mRNA
Die Translation von mRNA in Proteine ist ein zentraler Prozess in allen lebenden Zellen und wird in drei Hauptphasen unterteilt: Initiation, Elongation und Termination. Jede dieser Phasen hat spezifische Schritte und Faktoren, die eine effiziente und korrekte Übersetzung der mRNA sicherstellen. Schauen wir uns diesen faszinierenden Prozess genauer an.
Initiation der Translation
Die Initiation der Translation beginnt mit der Bildung des Initiationskomplexes. Zunächst bindet die kleine Ribosomenuntereinheit an die mRNA, wobei Initiationsfaktoren eine entscheidende Rolle spielen. Besonders wichtig hierbei ist das Startcodon AUG, an dem die Translation beginnt.
Die tRNA, die das Startcodon AUG trägt, ist bei Eukaryonten mit Methionin beladen und bei Prokaryoten mit Formylmethionin. Diese spezielle Initiator-tRNA bindet an die P-Stelle des Ribosoms. Dieser Schritt ist entscheidend für die korrekte Montage des gesamten Ribosoms.
Die Initiator-tRNA unterscheidet sich von anderen tRNAs, da sie spezifisch das Startcodon AUG erkennt und das Ribosom für die Translation aktiviert.
Nach der Bindung der Initiator-tRNA komplettiert die große Ribosomenuntereinheit den Komplex, wodurch das Ribosom aktiviert wird und bereit für die Elongationsphase ist.
Elongation der Peptidkette
Die Elongation ist der Kern der Translation, in dem die Polypeptidkette sequenziell aufgebaut wird. Dies erfolgt durch den zyklischen Prozess der tRNA-Bindung, Peptidbindungsbildung und Translokation:
Aminoacyl-tRNA-Bindung: Eine passende Aminoacyl-tRNA bindet an die A-Stelle des Ribosoms. Die Anticodons der tRNA erkennen die entsprechenden Codons der mRNA durch Basenpaarung.
Peptidtransferase-Aktivität: Die Peptidyltransferase, ein Bestandteil des Ribosoms, katalysiert die Bildung einer Peptidbindung zwischen der Aminosäure an der A-Stelle und dem wachsenden Peptidylrest an der P-Stelle.
Translokation: Nach der Peptidbindungsbildung transloziert das Ribosom um ein Codon entlang der mRNA. Die leere tRNA wird von der P-Stelle entlassen, die Peptidyl-tRNA von der A- zur P-Stelle verschoben, und die A-Stelle wird für die nächste Aminoacyl-tRNA frei.
Termination der Translation
Die Termination tritt ein, wenn ein Stop-Codon (UAA, UAG, UGA) auf der mRNA erreicht wird. Diese Codons haben keine korrespondierende tRNA, was zur Beendigung der Translation führt.
Das Erkennen der Stop-Codons durch Terminationsfaktoren führt zur Freisetzung der Polypeptidkette und zur Dissoziation des Ribosoms. Dies markiert das Ende des Translationsprozesses.
Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten
Schließlich ist es wichtig zu verstehen, dass zwar der grundlegende Mechanismus der Translation in allen Zellen ähnlich ist, es jedoch wichtige Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten gibt. Prokaryoten verwenden 70S Ribosomen und können Translation und Transkription gleichzeitig durchführen. Eukaryoten dagegen nutzen 80S Ribosomen und trennen die Transkription (im Zellkern) und Translation (im Cytoplasma) räumlich.
Zusammenfassung
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Footnotes
Credits Mechanismus der Translation. Grafik: Matt, Ribosome mRNA translation de, als gemeinfrei gekennzeichnet, Details auf Wikimedia Commons↩︎
