Speaker A
Herzlich willkommen zu einer weiteren Folge Biochemie Now. Ich freue mich heute euch ein weiteres Thema vorstellen zu können.
Grundlagen der Nukleotide, Aufbau von DNA und RNA, Transkription, MRNA-Prozessierung und wichtige biochemische Konzepte einfach erklärt.
Key Takeaways
- DNA ist eine Doppelhelix mit antiparallelen Strängen, RNA ist einzelsträngig.
- Uracil ersetzt Thymin in der RNA, was ein wesentlicher Unterschied zur DNA ist.
- Nukleotide sind über Phosphorsäure-Diesterbindungen verbunden und haben eine definierte 5'-3'-Richtung.
- RNA-Synthese (Transkription) erfolgt ohne Primer und in 5'-3'-Richtung.
- Die Prozessierung von Pre-MRNA ist essentiell für die Bildung funktioneller MRNA.
Summary
- Einführung in die Struktur und Funktion von Nukleotiden als Bausteine von DNA und RNA.
- Unterscheidung zwischen Purin- und Pyrimidinbasen sowie deren spezifische Vorkommen in DNA und RNA.
- Erklärung des Unterschieds zwischen RNA und DNA anhand der Zuckerstruktur (Ribose vs. Desoxyribose).
- Beschreibung der DNA-Doppelhelix mit antiparalleler Ausrichtung und Wasserstoffbrückenbindungen.
- Darstellung der RNA als einzelsträngiges Molekül mit 5'- zu 3'-Richtung.
- Einführung in die Synthese von RNA (Transkription) ohne Primer und deren Richtung.
- Erklärung der Basenpaarung und der speziellen Rolle von Uracil in der RNA im Vergleich zu Thymin in der DNA.
- Erläuterung der Phosphorsäure-Diesterbindung, die Nukleotide in DNA und RNA verknüpft.
- Hinweis auf weiterführende Videos zum Nukleotidstoffwechsel und zur Vertiefung.
- Ausblick auf die Prozessierung von Pre-MRNA zu reifer MRNA inklusive Capping, Splicing und Polyadenylierung.
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Speaker A
Nämlich sprechen wir heute über Grundlagen der Nukleotide und nach den Grundlagen geht es insbesondere um den ersten großen Teil, den wir hier besprechen werden, nämlich die Transkription, also die Entstehung von RNA, in dem Fall Fokus auf MRNA, sowie Pre MRNA und wie aus der Pre MRNA durch Prozessierungsprozesse schließlich die richtige MRNA wird.
Speaker A
Denn das heißt, wir fangen noch mal ganz basic an, wie ist so eine äh wie so ein NA Strang, den NA Strang aufgebaut?
Speaker A
Die Unterschiede der Purin und Pyrimidin Basen, dann geht es grob um RNA Arten, es gibt nämlich nicht nur die MRNA, bis wir dann schließlich den Fokus auf Pre MRNA und MRNA setzen, die wichtigen Schritte der MRNA Synthese besprechen und auch die Posttranskriptionalen Modifikationen behandeln.
Speaker A
Das ist wie immer ein roter Faden. Ich hoffe, danach habt ihr das Thema gut verstanden. Auch wenn wir Zuschauer haben aus Bioleistungskursen, das ist ein Thema, was auch hier sehr hilfreich ist, also gerne weitersagen.
Speaker A
Das sind so Dinge,
Speaker A
die hätte
Speaker A
ich
Speaker A
in
Speaker A
meinem
Speaker A
Bioleistungskurs
Speaker A
damals
Speaker A
sehr
Speaker A
gerne
Speaker A
so
Speaker A
ausführlich
Speaker A
gewusst,
Speaker A
weil
Speaker A
es
Speaker A
einfach
Speaker A
fürs
Speaker A
Verständnis
Speaker A
weiterhilft.
Speaker A
Genau,
Speaker A
und
Speaker A
ich
Speaker A
habe
Speaker A
jetzt
Speaker A
Bock
Speaker A
darauf,
Speaker A
also
Speaker A
legen
Speaker A
wir
Speaker A
auch
Speaker A
gleich
Speaker A
los.
Speaker A
Wir fangen an mit den Grundlagen der Nukleinsäuren.
Speaker A
Dazu springen
Speaker A
wir
Speaker A
jetzt
Speaker A
mal
Speaker A
in
Speaker A
die
Speaker A
Mitte
Speaker A
des
Speaker A
Bildes
Speaker A
und
Speaker A
sehen
Speaker A
hier
Speaker A
so
Speaker A
angedeutet,
Speaker A
wie
Speaker A
so
Speaker A
in
Speaker A
dem
Speaker A
Fall
Speaker A
ein
Speaker A
RNA
Speaker A
Molekül
Speaker A
aufgebaut
Speaker A
sein
Speaker A
kann.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
nur
Speaker A
ganz
Speaker A
ganz
Speaker A
äh
Speaker A
ist
Speaker A
nur
Speaker A
ein
Speaker A
winziger
Speaker A
Teil
Speaker A
ist
Speaker A
hier
Speaker A
nur
Speaker A
einmal
Speaker A
ein
Speaker A
Nukleotid
Speaker A
verbunden
Speaker A
mit
Speaker A
einem
Speaker A
anderen
Speaker A
Nukleotid.
Speaker A
Genau,
Speaker A
was
Speaker A
ist
Speaker A
eigentlich
Speaker A
Nukleotid?
Speaker A
Wir haben hier eine Base, wir haben hier einen Zucker und wir haben ein Phosphat.
Speaker A
Noch mal hier
Speaker A
eine Base,
Speaker A
ein
Speaker A
Zucker
Speaker A
und
Speaker A
ein
Speaker A
Phosphat.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
ein
Speaker A
Nukleotid.
Speaker A
Base plus Zucker würde man übrigens Nukleosid nennen.
Speaker A
Und die Einzelteile wären entsprechend die Einzelteile.
Speaker A
Und jetzt ist
Speaker A
sowohl
Speaker A
RNA,
Speaker A
als
Speaker A
auch
Speaker A
DNA
Speaker A
aus einer Verbindung mehrerer dieser Nukleotide als Kette aufgebaut.
Speaker A
Bei der DNA wäre es eine Doppelstrang Helix, da hätten wir hier eine Kette und hier eine Kette,
Speaker A
die in so einer Helix zusammenlaufen würde.
Speaker A
Bei einer bei einer RNA wäre es jetzt z.B. bei der MRNA einfach ein Einzelstrang.
Speaker A
Der hat
Speaker A
auch
Speaker A
eine
Speaker A
Richtung,
Speaker A
da wo die Phosphatgruppe ist, ist immer das 5 Strich Ende.
Speaker A
Und da wo hier eine OH Gruppe ist, ist das 3 Strich Ende.
Speaker A
3 Strich
Speaker A
übrigens,
Speaker A
weil
Speaker A
man
Speaker A
hier
Speaker A
sehen
Speaker A
würde,
Speaker A
C1, C2, C3, deswegen 3 Strich.
Speaker A
Und hier wäre es 5 Strich.
Speaker A
Deswegen hier 5 Strich und hier 3 Strich.
Speaker A
Okay.
Speaker A
Diese
Speaker A
Basen,
Speaker A
um jetzt vielleicht mal den Fokus auf das zu setzen,
Speaker A
die kann man einteilen in Purin und Pyrimidin Basen.
Speaker A
Wir wissen, wie Purin und Pyrimidin Basen
Speaker A
hergestellt
Speaker A
werden.
Speaker A
Dazu habe ich das Video Nukleotid Stoffwechsel gedreht.
Speaker A
Gerne da
Speaker A
auch
Speaker A
noch
Speaker A
mal
Speaker A
reinschauen.
Speaker A
Bei den Purinbasen gibt es Adenin und Guanin, hier in blau gezeichnet.
Speaker A
Die Purine sind immer die mit diesen Doppelringen.
Speaker A
Zwei Stickstoffe hier, zwei Stickstoffe hier.
Speaker A
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 gezählt.
Speaker A
Die Pyrimidinringe wäre, wenn ich wirklich, wenn ich nur das hier hätte mit den entsprechenden Substituenten.
Speaker A
Ihr müsst die leider euch merken.
Speaker A
Also Medizinstudium müsst ihr die können.
Speaker A
Bio LK jetzt nicht unbedingt.
Speaker A
Aber es ist nicht so schwierig.
Speaker A
Adenin ist das blankeste der Purine, ist nämlich das mit dem einen Substituenten, dieser Aminogruppe hier.
Speaker A
Wenn es zwei hat, ist es eigentlich immer Guanin.
Speaker A
Oder ihr seid halt im Harnstoff, äh nee, im Harnsäure äh Entstehung.
Speaker A
Also
Speaker A
im
Speaker A
Abbau
Speaker A
der
Speaker A
der
Speaker A
Purinbasen
Speaker A
gelandet,
Speaker A
aber
Speaker A
Purinbase hier mit zwei ist immer Guanin.
Speaker A
Und hier ist einfach der Stickstoff gedreht und hier ist der Sauerstoff oben.
Speaker A
Also Adenin, der blankeste, dann Guanin.
Speaker A
Und bei den Pyrimidinen ist der wieder mit diesen zwei Substituenten,
Speaker A
nur andersrum, Cytosin.
Speaker A
Und jetzt gibt's noch Uracil und Thymin.
Speaker A
Uracil und Thymin haben beide diese Sauerstoffgruppen.
Speaker A
Nur Thymin ist zusätzlich an dieser Position methyliert.
Speaker A
Warum jetzt hier drei Pyrimidine?
Speaker A
Na,
Speaker A
das
Speaker A
spannende
Speaker A
ist,
Speaker A
dass Uracil
Speaker A
Uracil gibt es nur an der RNA.
Speaker A
Und Uracil ersetzt in der RNA sozusagen das Thymin.
Speaker A
Fragt mich nicht, warum das so ist.
Speaker A
Es ist so.
Speaker A
Thymin ist in der DNA,
Speaker A
also spezifisch für DNA.
Speaker A
Und Uracil ist spezifisch für RNA.
Speaker A
Immer da, wo die Base eigentlich Thymin wäre, bzw. Uracil ist es halt in der DNA Thymin und in der RNA Uracil.
Speaker A
Genau.
Speaker A
Und das
Speaker A
ist
Speaker A
das,
Speaker A
was
Speaker A
hier
Speaker A
grün
Speaker A
dran
Speaker A
wäre.
Speaker A
Ähm
Speaker A
und
Speaker A
ja,
Speaker A
genau,
Speaker A
so
Speaker A
wie
Speaker A
ich
Speaker A
gesagt
Speaker A
habe.
Speaker A
Noch mal kurz zur DNA.
Speaker A
Das ist jetzt nicht hier dargestellt,
Speaker A
aber das
Speaker A
ist
Speaker A
noch
Speaker A
mal
Speaker A
wissend,
Speaker A
ne, die DNA ist eine Doppelstrang Helix.
Speaker A
So könnte man die hier malen.
Speaker A
5 Strich 3 Strich, 3 Strich 5 Strich, antiparallel ausgerichtet.
Speaker A
Und zwischen diesen Basen entstehen Wasserstoffbrückenbindung.
Speaker A
Und zwar immer Adenin und Thymin machen zwei.
Speaker A
Und Cytosin und Guanin machen drei Wasserstoffbrückenbindung.
Speaker A
Sterisch wird dann eine DNA in der klassischen B-Form,
Speaker A
nennt
Speaker A
man
Speaker A
das,
Speaker A
rechtsgängig eine Helix ausbilden.
Speaker A
Es gibt eine rein theoretische A-Form, man weiß nicht, ob die biologisch so eine Relevanz hat,
Speaker A
oder ob die überhaupt biologisch vorkommt.
Speaker A
Die wäre auch rechtsgängig.
Speaker A
Und dann gibt es eine Z-Form in besonders Guanin und Cytosin reichen Abschnitten, die wegen den drei Wasserstoffbrückenbindung dann linksgängig wird.
Speaker A
Kleines
Speaker A
Detailwissen.
Speaker A
So kompliziert ist das bei der RNA nicht.
Speaker A
Die RNA, die ist ja nur einsträngig.
Speaker A
Wenn man jetzt noch wissen kann, ist, wie die einzelnen Nukleotide miteinander verknüpft sind.
Speaker A
Egal ob RNA oder DNA.
Speaker A
Das ist immer über Phosphat an dem Zucker.
Speaker A
Phosphat an dem Zucker auf beiden Seiten.
Speaker A
Und jetzt passiert da folgendes.
Speaker A
Hier haben wir nämlich eine eine Hydroxygruppe.
Speaker A
Und hier haben wir eine Phosphorsäure.
Speaker A
Und die bildet einen Ester und zwar beidseitig.
Speaker A
Deswegen haben wir einen Phosphorsäure diesterbindung,
Speaker A
die die Nukleotide zusammenhält.
Speaker A
Das heißt, das RNA und DNA sind sozusagen Phosphorsäure diester verknüpfte Nukleotide.
Speaker A
Die immer eine Richtung haben von 5 Strich Ende, wo wir eine Phosphatgruppe haben,
Speaker A
bis zum 3 Strich Ende, wo wir sozusagen nur noch diese OH Gruppe hier haben.
Speaker A
Weil
Speaker A
wir
Speaker A
jetzt
Speaker A
sehen
Speaker A
würden,
Speaker A
1, 2, 3, hier wäre die OH Gruppe.
Speaker A
Und da haben wir z.B. Nukleotide wie ATP.
Speaker A
Und ATP wird dann zu AMP und ist dann hier drin.
Speaker A
Und dann ist hier vielleicht GMP drin.
Speaker A
Dann ist hier CMP drin.
Speaker A
Oder wenn es jetzt eine RNA ist, UMP hier drin und so weiter und so fort.
Speaker A
So.
Speaker A
Wir haben jetzt bis auf den Uracil und Thymin Unterschied
Speaker A
immer noch nicht einen wesentlichen Unterschied zwischen RNA und DNA
Speaker A
erläutert,
Speaker A
der
Speaker A
im
Speaker A
Namen
Speaker A
steckt.
Speaker A
Denn die DNA ist Zungenbrecher technisch die Desoxyribonukleinsäure.
Speaker A
Und jetzt seht ihr, warum das hier eine Ribonukleinsäure ist.
Speaker A
Hier haben wir nämlich eine Hydroxygruppe.
Speaker A
Und wenn diese Hydroxygruppe jetzt hier nur den Wasserstoff hätte,
Speaker A
dann wäre es Desoxy.
Speaker A
Ne, weil dieses Wasserstoff fehlt.
Speaker A
Ist
Speaker A
das
Speaker A
jetzt
Speaker A
Desoxy.
Speaker A
Deswegen ist es jetzt nicht die Ribonukleinsäure,
Speaker A
sondern wenn hier das O nur stehen würde.
Speaker A
Nur
Speaker A
ein
Speaker A
Sauerstoff.
Speaker A
Wäre
Speaker A
das
Speaker A
die
Speaker A
Desoxyribonukleinsäure.
Speaker A
Das heißt, der Unterschied zu RNA und DNA besteht darin, dass der Zucker an der 2 Strich Stelle sein Hydroxygruppe hier verliert und hier nur der Sauerstoff stehen würde.
Speaker A
Dann
Speaker A
wäre
Speaker A
es
Speaker A
DNA.
Speaker A
Da wir hier aber eine OH Gruppe haben, habe ich hier schematisch eine RNA gezeigt.
Speaker A
Und
Speaker A
wie
Speaker A
ist
Speaker A
das
Speaker A
jetzt
Speaker A
mit
Speaker A
der
Speaker A
RNA?
Speaker A
Die RNA, die entsteht an der DNA.
Speaker A
Über das 5 Strich Ende.
Speaker A
Äh
Speaker A
und
Speaker A
wird
Speaker A
mit
Speaker A
fünf
Speaker A
wird
Speaker A
am
Speaker A
5
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende
Speaker A
zum
Speaker A
3
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende
Speaker A
synthetisiert.
Speaker A
Das ist
Speaker A
die
Speaker A
Syntheserichtung.
Speaker A
Und da brauchen wir keine Primer dafür.
Speaker A
Das heißt, DNA Polymerase 2 in dem Fall, die würde sich einfach hier anlagern.
Speaker A
Und würde dann von 5 Strich Ende beginnen und ihr weiter synthetisieren bis zum 3 Strich Ende.
Speaker A
An
Speaker A
einer
Speaker A
DNA.
Speaker A
Und
Speaker A
das
Speaker A
ist
Speaker A
eigentlich
Speaker A
schon
Speaker A
der
Speaker A
der
Speaker A
der
Speaker A
Grundsatz.
Speaker A
Ich habe jetzt natürlich noch ein paar Bilder,
Speaker A
um euch
Speaker A
das
Speaker A
so
Speaker A
ein
Speaker A
bisschen
Speaker A
zu
Speaker A
zeigen.
Speaker A
Nämlich
Speaker A
habe
Speaker A
ich
Speaker A
hier
Speaker A
das
Speaker A
Bild.
Speaker A
Ihr müsst
Speaker A
euch
Speaker A
ja
Speaker A
vorstellen,
Speaker A
wir
Speaker A
haben
Speaker A
ja
Speaker A
gesagt,
Speaker A
die
Speaker A
DNA
Speaker A
ist
Speaker A
dieser
Speaker A
Doppelstrang
Speaker A
und
Speaker A
antiparallel.
Speaker A
Und der muss hier irgendwo aufgespalten werden,
Speaker A
dass hier sozusagen eine Pre MRNA Synthese stattfinden kann.
Speaker A
Ne,
Speaker A
an
Speaker A
diesem
Speaker A
Strang
Speaker A
hier.
Speaker A
Und da hier von 5 Strich 3 Strich sozusagen, weil das synthetisiert werden kann.
Speaker A
Und dann wird hier also abgelesen.
Speaker A
So,
Speaker A
hier ist es z.B. ein C.
Speaker A
Dann muss die MRNA was haben, ein G.
Speaker A
Ist
Speaker A
es
Speaker A
hier
Speaker A
ein
Speaker A
A,
Speaker A
was
Speaker A
muss
Speaker A
dann
Speaker A
die
Speaker A
Pre
Speaker A
MRNA
Speaker A
haben,
Speaker A
ein
Speaker A
U,
Speaker A
weil gegenüber von A würde T liegen.
Speaker A
In dem Fall, weil es ein RNA ist, ist U.
Speaker A
Dann ist das z.B. hier ein T,
Speaker A
dann müsste hier ein A liegen.
Speaker A
So läuft die äh gedankliche Pre MRNA Synthese ab an einem äh Matrizenstrang der DNA.
Speaker A
Und jetzt fällt euch auch wieder auf,
Speaker A
was
Speaker A
habe
Speaker A
ich
Speaker A
hier
Speaker A
geschrieben.
Speaker A
Die DNA, die hat jetzt ja natürlich, weil sie Doppelstrang ist, zwei Stränge.
Speaker A
Sie hat nämlich den auch wieder 5 Strich nach 3 Strich Strang.
Speaker A
Und sie den 3 Strich nach 5 Strich Strang.
Speaker A
Damit hier die Pre MRNA synthetisiert werden kann,
Speaker A
muss das an dem 3 Strich 5 Strich Strang passieren.
Speaker A
Weil ich ja jetzt sozusagen
Speaker A
diesen 5 Strich 3 Strich Strang eigentlich mimike nur als RNA Form.
Speaker A
Das heißt, damit das hier 5 Strich 3 Strich wird,
Speaker A
brauche ich einen 3 Strich 5 Strich Strang als Matrizenstrang.
Speaker A
Das nennt man auch Kologener Strang.
Speaker A
Der Kologene Strang ist der 3 Strich 5 Strich Strang der DNA,
Speaker A
der als Matrize oder Antisens Strang oder Minus Strang,
Speaker A
wie
Speaker A
man
Speaker A
es
Speaker A
auch
Speaker A
immer
Speaker A
nennt,
Speaker A
als
Speaker A
Vorlage
Speaker A
dient,
Speaker A
äh oder als Angriffspunkt dafür dient, dass hier die RNA Polymerase ansetzen kann.
Speaker A
Und ohne Primer die RNA Pre RNA synthetisiert.
Speaker A
Und der 5 Strich 3 Strich Strang der DNA ist ja eigentlich letzten Endes wie vom Code her der 5 Strich 3 Strich Strang dieser Pre MRNA, der entsteht.
Speaker A
Bis auf die Ersetzung von T durch U.
Speaker A
Und deswegen nennt man das auch den kodierenden Strang, weil hier ist sozusagen die Code Sequenz sitzt,
Speaker A
die ich dann in diese MRNA überführe.
Speaker A
Und diese MRNA ja letztendlich der Code dafür ist, damit ich später Proteine herstelle.
Speaker A
Ne, also der genetische Code ist ja ein Triplett Code.
Speaker A
Und hier diese Basen, die die äh
Speaker A
entsprechend dann einer bestimmten Aminosäure und die Aminosäure wird dann in der Translation umgewandelt.
Speaker A
Dafür kommt dann das Video Translation.
Speaker A
Okay.
Speaker A
Jetzt folgendes, wir reden über RNA.
Speaker A
Wir wissen jetzt, wir reden auch über die Transkription.
Speaker A
Also wir reden die ganze Zeit über Pre MRNA und MRNA.
Speaker A
Ich unterscheide das deswegen, weil das viele
Speaker A
weitere RNA Typen gibt.
Speaker A
Und zwar es gibt kodierende, strukturelle und regulatorische RNA.
Speaker A
Die kodierende RNA ist wirklich nur die Pre MRNA.
Speaker A
Die wird
Speaker A
auch
Speaker A
HNRNA
Speaker A
genannt,
Speaker A
bis sie modifiziert wird.
Speaker A
Dann ist es die MRNA.
Speaker A
Das ist
Speaker A
wichtig
Speaker A
zu
Speaker A
wissen.
Speaker A
Das was hier
Speaker A
entsteht,
Speaker A
ist
Speaker A
noch
Speaker A
nicht
Speaker A
die
Speaker A
MRNA,
Speaker A
sondern
Speaker A
erst
Speaker A
nach
Speaker A
Modifikation
Speaker A
ist
Speaker A
es
Speaker A
die
Speaker A
MRNA.
Speaker A
Vorher ist es die HNRNA
Speaker A
oder Pre MRNA.
Speaker A
Jetzt gibt's aber noch strukturelle RNAs.
Speaker A
Es gibt die TRNAs.
Speaker A
Die werden wichtig für die Translation.
Speaker A
Die binden nämlich die Aminosäuren.
Speaker A
Die dann durch diesen Code hier umgesetzt werden.
Speaker A
Dafür kommt dann das Video Translation.
Speaker A
Dann gibt es ribosomale RNAs,
Speaker A
die wichtig sind an ähm
Speaker A
strukturellen Prozessen.
Speaker A
Dann gibt es die äh Small Nuklear RNAs,
Speaker A
die wichtig sind für das Splicing.
Speaker A
Das ist eine Art der ähm
Speaker A
Posttranskriptionalen Modifikationen, sie hier gleich.
Speaker A
Und es gibt die regulatorische Mikro RNA,
Speaker A
die z.B. beim RNA Editing zum Einsatz kommt.
Speaker A
Und ihr wisst, wenn ihr meinen Kanal guckt,
Speaker A
weiß, das ist ein klassisches Beispiel für RNA Editing.
Speaker A
APOB48 versus APOB100 in Chylomikron B48 und in B100 in LDL.
Speaker A
Wunderbar.
Speaker A
Was man sich dann jetzt merken muss, es gibt drei RNA Polymerasen.
Speaker A
Ne, das hier, diese MRNA, Pre MRNA entsteht immer durch die RNA Polymerase 2.
Speaker A
Die macht auch die Mikro RNA.
Speaker A
Kann man sich vielleicht merken, dass das wichtig ist, weil es RNA Editing
Speaker A
auch
Speaker A
auf
Speaker A
dieser
Speaker A
Ebene
Speaker A
stattfindet.
Speaker A
Genauso wie die Splicing SNRNA.
Speaker A
Die wird zum Teil auch durch die Dreier produziert.
Speaker A
Das ist
Speaker A
so
Speaker A
ein
Speaker A
Dreier,
Speaker A
aber
Speaker A
wenn
Speaker A
ihr
Speaker A
euch
Speaker A
das
Speaker A
merkt,
Speaker A
dass
Speaker A
das
Speaker A
auch
Speaker A
durch
Speaker A
die
Speaker A
Zweier
Speaker A
passiert.
Speaker A
Dann gibt's halt noch eine Polymerase 1.
Speaker A
Die ist nur im Nukleolus.
Speaker A
Und die macht die Vorstufe der Ribosomalen RNA.
Speaker A
Die Ribosomale RNA, die hat eine gemeinsame Vorstufe
Speaker A
als 45S Pre RNA.
Speaker A
Da haben wir ein Teile 18S, 28S, 5,8S Ribosomale RNA.
Speaker A
Das ein gemeinsamer Vorläufer, aus denen dann diese Abschnitte rausgeschnipselt
Speaker A
werden.
Speaker A
Ähm das macht die Polymerase 1.
Speaker A
Ähm
Speaker A
und die Polymerase 3,
Speaker A
die macht die TRNAs.
Speaker A
Die macht aber auch noch eine dieser Ribosomalen RNA.
Speaker A
Nämlich
Speaker A
die
Speaker A
5S
Speaker A
RNA.
Speaker A
Ansonsten macht auch die Dreier die TRNA.
Speaker A
Also die äh die RNAs, die dann die Aminosäuren binden.
Speaker A
So
Speaker A
würde
Speaker A
ich
Speaker A
mir
Speaker A
das
Speaker A
merken.
Speaker A
Okay.
Speaker A
Und die RNA Poly 1 ist im Nukleolus organisiert.
Speaker A
Das muss
Speaker A
man
Speaker A
auch
Speaker A
noch
Speaker A
wissen.
Speaker A
Perfekt.
Speaker A
Dann können wir überleiten zur MRNA Synthese.
Speaker A
Also zu dem, was ich jetzt euch erklären möchte, nämlich wie die kodierende RNA,
Speaker A
also die Pre MRNA und dann die später MRNA entsteht.
Speaker A
Generell kann man sagen, dass jeder dieser Prozesse, auch die Translation später,
Speaker A
in eine Initiationsphase, eine Elongations und eine Terminationsphase
Speaker A
eingeteilt
Speaker A
werden
Speaker A
kann.
Speaker A
Wobei zusätzlich in der Transkription eben diese Posttranskriptionalen Modifikationen
Speaker A
noch
Speaker A
eine
Speaker A
Rolle
Speaker A
spielen.
Speaker A
Also so kann man auch in der Prüfung anfangen.
Speaker A
Es gibt eine Initiation, eine Elongation und eine Termination.
Speaker A
Und hier halt noch die Modifikation.
Speaker A
Die Initiation der Transkription.
Speaker A
Wie
Speaker A
findet
Speaker A
die
Speaker A
jetzt
Speaker A
statt?
Speaker A
Also
Speaker A
wie
Speaker A
weiß
Speaker A
man
Speaker A
jetzt,
Speaker A
wo
Speaker A
auf
Speaker A
dieser
Speaker A
endlos
Speaker A
langen
Speaker A
DNA
Speaker A
irgendwo
Speaker A
eine
Speaker A
MRNA
Speaker A
gebildet
Speaker A
werden
Speaker A
soll.
Speaker A
Das ist
Speaker A
ganz
Speaker A
witzig,
Speaker A
denn wenn ich jetzt hier schematisch wieder eine DNA abgebildet habe,
Speaker A
hier mit
Speaker A
zwei
Speaker A
Strängen,
Speaker A
dann hat die DNA selber gewisse Abschnitte,
Speaker A
die schon signalisieren, dass da eine MRNA entstehen soll.
Speaker A
Da gibt's
Speaker A
so
Speaker A
Boxen.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
einfach
Speaker A
die
Speaker A
Basenabfolge
Speaker A
jetzt
Speaker A
hier
Speaker A
in
Speaker A
kürzlich
Speaker A
Schrift
Speaker A
genannt.
Speaker A
In dem Fall nennt sich das TATA Box,
Speaker A
TATA
Speaker A
Box,
Speaker A
die
Speaker A
mir
Speaker A
schon
Speaker A
sagt,
Speaker A
so
Speaker A
hey,
Speaker A
hier soll was binden.
Speaker A
Hier soll nämlich bestimmte Transkriptionsfaktoren binden.
Speaker A
2A, 2B, TATA Box Binding Protein,
Speaker A
alles
Speaker A
mögliche.
Speaker A
Und das als Komplex lockt dann die RNA Polymerase 2 an,
Speaker A
die zusätzlich eine TF2H Domäne hat,
Speaker A
die eine aufspaltende Helikase Aktivität besitzt.
Speaker A
Helikase
Speaker A
ist
Speaker A
einfach
Speaker A
ein
Speaker A
äh
Speaker A
Enzymabschnitt
Speaker A
oder
Speaker A
ein
Speaker A
Enzym,
Speaker A
dass
Speaker A
hier
Speaker A
diesen
Speaker A
Doppelstrang
Speaker A
so
Speaker A
aufmacht,
Speaker A
dass
Speaker A
ich,
Speaker A
wie
Speaker A
ich
Speaker A
vor
Speaker A
gezeigt
Speaker A
habe,
Speaker A
hier
Speaker A
diese
Speaker A
diese
Speaker A
Lücke
Speaker A
hier
Speaker A
habe,
Speaker A
wo
Speaker A
die
Speaker A
Transkription
Speaker A
stattfinden
Speaker A
kann.
Speaker A
Und das geschieht eben an bestimmten Stellen
Speaker A
vor der eigentlich zu sequenzierenden Sequenz,
Speaker A
nämlich
Speaker A
die
Speaker A
TATA
Speaker A
Boxen,
Speaker A
die
Speaker A
geben
Speaker A
das
Speaker A
an.
Speaker A
Und vor den TATA Boxen gibt es Strom aufwärts auch noch weitere Sequenzen,
Speaker A
die z.B. bestimmte weitere Proteine binden können, die dann als Enhancer oder Silencer wirken.
Speaker A
Enhancer, die verstärken den Prozess.
Speaker A
Und Silencer, die schwächen den Prozess ab.
Speaker A
Ne, dann macht es hier so eine Schleife.
Speaker A
Das sind z.B. GC Abschnitte oder
Speaker A
CAAT
Speaker A
Abschnitte,
Speaker A
die würden dann sowas binden und die können den ganzen Prozess sozusagen noch verstärken.
Speaker A
Das ist
Speaker A
die
Speaker A
Initiation.
Speaker A
Die Elongation ist ziemlich easy.
Speaker A
Wie gesagt, kein Primer und die RNA
Speaker A
synthetisiert
Speaker A
munter
Speaker A
weiter.
Speaker A
Müssen aber immer noch bedenken, dass die DNA ja umso viele Histone drum rum gewickelt ist.
Speaker A
Ne,
Speaker A
so
Speaker A
ein
Speaker A
Histon
Speaker A
ähm
Speaker A
so ein Histon Komplex,
Speaker A
muss
Speaker A
man
Speaker A
sagen,
Speaker A
besteht als Oktamer aus den Histonen H2A, H2B, H3 und H4.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
so
Speaker A
eine
Speaker A
4
Speaker A
übrigens
Speaker A
sein,
Speaker A
nicht
Speaker A
F.
Speaker A
Also
Speaker A
H4.
Speaker A
Das ist ein das ist ein Oktamer,
Speaker A
diese
Speaker A
Histone.
Speaker A
Und da sind etwa 147 Basenpaare drum rum gewickelt.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
dann
Speaker A
ein
Speaker A
Nukleosom
Speaker A
übrigens.
Speaker A
Jetzt
Speaker A
wisst
Speaker A
ihr.
Speaker A
Nukleotid war Base Zucker Phosphat.
Speaker A
Nukleosid Base Zucker.
Speaker A
Und Nukleosom ist ein Histon plus 147 bis 48 Basenpaare der DNA.
Speaker A
Oh
Speaker A
mein
Speaker A
Gott.
Speaker A
Ja,
Speaker A
aber
Speaker A
das
Speaker A
mal
Speaker A
gut,
Speaker A
dass
Speaker A
man
Speaker A
es
Speaker A
auseinander
Speaker A
gehalten
Speaker A
hat.
Speaker A
Und bei der Elongation ist ja wichtig, dass das hier gelöst ist.
Speaker A
Und jetzt gibt es einen Fakt Komplex,
Speaker A
der löst dieses Diemer aus H2A und H2B.
Speaker A
Hier Komplexen einfach aus und lockert damit hier diese DNA Bindung auf.
Speaker A
Und dann kann die Polymerase 2 weiter synthetisieren, weiter synthetisieren, weiter synthetisieren.
Speaker A
Genau.
Speaker A
Bis zur Termination.
Speaker A
Da gibt's dann noch so, das habe ich jetzt nicht dargestellt, ein Roh Proteinkomplex.
Speaker A
Ähm
Speaker A
oder ein Roh, ich weiß nicht, ob es eigentlich eher kein Komplex ist.
Speaker A
Es ist
Speaker A
so
Speaker A
ein
Speaker A
Roh
Speaker A
Enzymprotein.
Speaker A
Jedenfalls,
Speaker A
das
Speaker A
lagert
Speaker A
dann
Speaker A
an
Speaker A
und
Speaker A
dann
Speaker A
man weiß gar nicht so genau, wie es stattfindet.
Speaker A
Auf
Speaker A
jeden
Speaker A
Fall
Speaker A
dann
Speaker A
ist
Speaker A
die
Speaker A
Termination,
Speaker A
wenn
Speaker A
das
Speaker A
da
Speaker A
ist,
Speaker A
ähm
Speaker A
ist
Speaker A
vorbei.
Speaker A
Es gibt sogar auch Roh unabhängige Termination,
Speaker A
aber
Speaker A
das
Speaker A
ist
Speaker A
so
Speaker A
ein
Speaker A
Detailwissen,
Speaker A
deswegen
Speaker A
packe
Speaker A
ich
Speaker A
euch
Speaker A
damit
Speaker A
nicht.
Speaker A
Ihr
Speaker A
müsst
Speaker A
einfach
Speaker A
euch
Speaker A
damit
Speaker A
begnügen,
Speaker A
sozusagen,
Speaker A
irgendwann
Speaker A
ist
Speaker A
damit
Speaker A
Schluss.
Speaker A
Ja.
Speaker A
Und dann würde es weitergehen mit Posttranskriptionalen
Speaker A
Modifikationen.
Speaker A
Bis dahin habe ich eben folgendes gemacht.
Speaker A
Ich habe eine Pre MRNA synthetisiert.
Speaker A
Oder eine HNRNA.
Speaker A
Heteronukleäre RNA ist das gleiche.
Speaker A
Der
Speaker A
gleiche
Speaker A
Name
Speaker A
letzten
Speaker A
Endes.
Speaker A
Also
Speaker A
für
Speaker A
das
Speaker A
gleiche.
Speaker A
Und jetzt noch zuletzt zu den
Speaker A
Co und Posttranskriptionalen Modifikationen,
Speaker A
die jetzt noch fehlen, um uns unserer Pre MRNA eine MRNA zu machen.
Speaker A
Und da gibt es drei Stück.
Speaker A
Es gibt das Capping.
Speaker A
Es gibt das Splicing.
Speaker A
Und es gibt die Polyadenylierung.
Speaker A
Capping steht für Kappe.
Speaker A
Splicing heißt, da wird was rausgeschnitten.
Speaker A
Und Polyadenylierung heißt, es wird hinten noch mal was dran gemacht.
Speaker A
Sozusagen ein Schwänzchen dran synthetisiert.
Speaker A
Okay.
Speaker A
Fangen wir mal an mit dem Capping.
Speaker A
Unsere allererste Base würde ja so aussehen.
Speaker A
Und hier
Speaker A
haben
Speaker A
wir
Speaker A
drei
Speaker A
Phosphate.
Speaker A
Und dann würde es hier weitergehen.
Speaker A
Ne, das ist unser 5 Strich Ende.
Speaker A
Da geht's
Speaker A
ja
Speaker A
weiter
Speaker A
zum
Speaker A
3
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende.
Speaker A
Jetzt
Speaker A
wird
Speaker A
bei
Speaker A
dem
Speaker A
Capping
Speaker A
das Gamma Phosphat hier an dem ersten Nukleotid abgespalten.
Speaker A
Deswegen ist das hier nicht mehr in schwarz gemalt,
Speaker A
sondern
Speaker A
in
Speaker A
grün,
Speaker A
weil direkt danach wird einfach ein GTP genommen.
Speaker A
Ein Guanosin Triphosphat und hier reagieren.
Speaker A
Es würde hier mit diesen zwei Phosphaten reagieren.
Speaker A
Es geht
Speaker A
hier
Speaker A
reagiert,
Speaker A
also
Speaker A
mit
Speaker A
diesen
Speaker A
zwei
Speaker A
Phosphaten.
Speaker A
Und
Speaker A
was
Speaker A
passiert?
Speaker A
Zwei Phosphate vom GTP gehen weg und nur noch GMP geht hier rein.
Speaker A
Aber das heißt, ich habe hier wieder drei Phosphate.
Speaker A
Und hier ein angehängtes GMP.
Speaker A
Also es ist eine 5 Strich auf 5 Strich
Speaker A
Reaktion.
Speaker A
Ne,
Speaker A
weil
Speaker A
hier
Speaker A
das
Speaker A
5
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende
Speaker A
auch
Speaker A
wieder
Speaker A
hier
Speaker A
mit
Speaker A
diesem
Speaker A
5
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende
Speaker A
reagiert.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
mal
Speaker A
was
Speaker A
anderes.
Speaker A
Hier
Speaker A
reagiert
Speaker A
ein
Speaker A
5
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende
Speaker A
mit
Speaker A
diesem
Speaker A
5
Speaker A
Strich
Speaker A
Ende.
Speaker A
Und so entsteht eine 5 Strich 5 Strich Bindung.
Speaker A
So.
Speaker A
Und da das jetzt noch nicht genug ist,
Speaker A
ne, normalerweise habe ich hier immer nur ein Phosphat.
Speaker A
Jetzt
Speaker A
habe
Speaker A
ich
Speaker A
hier
Speaker A
plötzlich
Speaker A
drei.
Speaker A
Werden jetzt noch Methylierung stattfinden.
Speaker A
Und zwar es wird eine Methylierung einmal hier stattfinden.
Speaker A
An diesem siebten Stickstoff im
Speaker A
Guanin.
Speaker A
Und teilweise passiert noch Methylierung an diesen OH Gruppen der ersten und zweiten dann folgenden Base.
Speaker A
bzw.
Speaker A
ist
Speaker A
hier
Speaker A
die
Speaker A
zweite
Speaker A
Base
Speaker A
und
Speaker A
die
Speaker A
dritte
Speaker A
Base.
Speaker A
Also
Speaker A
die
Speaker A
erste
Speaker A
Base
Speaker A
wird
Speaker A
hier
Speaker A
methyliert.
Speaker A
Und der das zweite Nukleotid wird nicht an der Base,
Speaker A
sondern
Speaker A
hier
Speaker A
an
Speaker A
dem
Speaker A
an dem an der Hydroxygruppe 2, sowie die dritte Base in Hydroxygruppe 3 methyliert.
Speaker A
Und so entsteht diese Cap Struktur.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
das
Speaker A
sieht
Speaker A
dann
Speaker A
aus
Speaker A
wie
Speaker A
eine
Speaker A
Kappe.
Speaker A
Und eben dieses Cap ist das 7MGP.
Speaker A
Oder auch genannt 7, weil hier Methyl ist.
Speaker A
7 Methyl an dem siebten Stickstoff.
Speaker A
Im
Speaker A
Guanin und teilweise passiert noch Methylierung
Speaker A
an diesen OH Gruppen der ersten und zweiten dann folgenden Base.
Speaker A
bzw.
Speaker A
ist
Speaker A
hier
Speaker A
die
Speaker A
zweite
Speaker A
Base
Speaker A
und
Speaker A
die
Speaker A
dritte
Speaker A
Base.
Speaker A
Also
Speaker A
es
Speaker A
wird
Speaker A
ja
Speaker A
nicht
Speaker A
an
Speaker A
der
Speaker A
Base
Speaker A
methyliert.
Speaker A
Die erste Base wird methyliert.
Speaker A
Und der das zweite Nukleotid wird nicht an der Base, sondern hier an dem
Speaker A
an dem an der Hydroxygruppe 2, sowie die dritte Base in Hydroxygruppe 3 methyliert.
Speaker A
Und so entsteht diese Cap Struktur.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
ein
Speaker A
das
Speaker A
sieht
Speaker A
dann
Speaker A
aus
Speaker A
wie
Speaker A
eine
Speaker A
Kappe.
Speaker A
Und eben dieses Cap ist das S7MGP oder auch genannt 7,
Speaker A
weil
Speaker A
hier
Speaker A
Methyl
Speaker A
ist.
Speaker A
7 Methyl an dem siebten Stickstoff.
Speaker A
Im
Speaker A
Guanosin Triphosphat.
Speaker A
Und so eine Kappe auf der MRNA ganz vorne,
Speaker A
die hat jetzt die Funktion, dass es eine Schutzwirkung hat.
Speaker A
Gegenüber RNA, dass das nicht so schnell abgebaut wird.
Speaker A
O
Speaker A
vorne.
Speaker A
Und es ist z.B. auch eine Signalwirkung, z.B. eine Signalsequenz
Speaker A
für ähnliche Dinge, wie auch die Capping Struktur.
Speaker A
Z.B.
Speaker A
eine Signalsequenz später für die Andockstelle in der Translation an den Ribosomen.
Speaker A
Oder auch für die Ausschleusung aus dem Zellkern in das Zytosol.
Speaker A
Man muss ja vorstellen,
Speaker A
die Transkription, die findet im Zellkern statt.
Speaker A
Die findet nicht im Zytosol statt.
Speaker A
Und dann muss das Ganze zur Translation aus dem Zellkern raus.
Speaker A
Und das äh da spielt die Cap Struktur eine wichtige Rolle, dass das da rauskommen kann.
Speaker A
Okay.
Speaker A
Das
Speaker A
war
Speaker A
die
Speaker A
erste
Speaker A
Modifikation.
Speaker A
Die findet übrigens schon während der Transkription statt.
Speaker A
Also nach 30, 40 Nukleotiden findet schon diese Methylierung statt.
Speaker A
Deswegen habe ich hier Co Transkriptional hingeschrieben.
Speaker A
Ähm
Speaker A
ja, dass man, dass man sich vielleicht noch mal
Speaker A
noch mal vergewissert, dass nicht alles so unbedingt über Posttranskriptionales
Speaker A
ist,
Speaker A
aber
Speaker A
so
Speaker A
vom
Speaker A
Gedankengang
Speaker A
her,
Speaker A
dass
Speaker A
man
Speaker A
es
Speaker A
unterscheiden
Speaker A
kann.
Speaker A
Die zweite Sache ist nun das Splicen.
Speaker A
Das ist auch was, was man in der Bio Oberstufe mal gehört hat.
Speaker A
Nämlich,
Speaker A
dass die MRNA kodierende,
Speaker A
also die MRNA hat eigentlich nur noch kodierende Abschnitte.
Speaker A
Diese nicht kodierenden Abschnitte, die nennen sich Introns.
Speaker A
Und die kodierenden, die nennen sich Exons.
Speaker A
Die MRNA besteht später nur aus den Exons.
Speaker A
Das heißt, die Introns müssen hier weg,
Speaker A
die hier
Speaker A
orange
Speaker A
dargestellt.
Speaker A
Wie
Speaker A
passiert
Speaker A
das
Speaker A
jetzt?
Speaker A
Da gibt's dann einen einen Splicing Komplex.
Speaker A
Das
Speaker A
Spliceosom.
Speaker A
Da ist dann unter anderem die SNRNA beteiligt, wie gesagt, die wird ja von der 2 und der 3 zum Teil gebildet.
Speaker A
Hier aus Übersichtsgründen weggelassen.
Speaker A
Dieses dieser Komplex, der bewirkt,
Speaker A
dass sich so ein Intron auf dieser RNA als Art Schleife
Speaker A
vom
Speaker A
hier
Speaker A
lassen
Speaker A
kann.
Speaker A
Nämlich innerhalb dieses Introns wird eine 2 Strich OH Gruppe der RNA,
Speaker A
das
Speaker A
wäre
Speaker A
ja
Speaker A
hier,
Speaker A
einen
Speaker A
Angriff
Speaker A
hier
Speaker A
auf die Stelle, da wo gespleist werden soll am Intron an dieser 5 Strich Phosphatgruppe
Speaker A
hier
Speaker A
an
Speaker A
diesem
Speaker A
orangen
Speaker A
Ding
Speaker A
machen.
Speaker A
Und dadurch gibt's hier so eine Schleife.
Speaker A
Das hier bindet mit dieser Schleife.
Speaker A
Und dann muss hier nur noch ein Schnitt durch dieses Spliceosom stattfinden.
Speaker A
Und dann wird das Intron rausgeschnitten.
Speaker A
Das
Speaker A
ist
Speaker A
hier
Speaker A
ligiert
Speaker A
und
Speaker A
abgebaut.
Speaker A
Das ist jetzt ganz banal erklärt,
Speaker A
wie das Splicen funktioniert.
Speaker A
Das kann man sicherlich auch noch ein bisschen genauer
Speaker A
durchnehmen,
Speaker A
aber
Speaker A
ich
Speaker A
finde,
Speaker A
das
Speaker A
reicht
Speaker A
aus.
Speaker A
Spleißosom, ne, Lasso Struktur.
Speaker A
2 Strich OH greift 5 Strich an.
Speaker A
Dann muss
Speaker A
hier
Speaker A
noch
Speaker A
ein
Speaker A
Schnitt
Speaker A
passieren.
Speaker A
Fertig.
Speaker A
Nur die Exons machen später die MRNA aus.
Speaker A
Nicht
Speaker A
die
Speaker A
Introns.
Speaker A
Die
Speaker A
Introns
Speaker A
sind
Speaker A
alle
Speaker A
weg.
Speaker A
Das
Speaker A
war
Speaker A
das
Speaker A
Splicen.
Speaker A
Und jetzt fehlt nur noch die Polyadenylierung.
Speaker A
Polyadenylierung heißt,
Speaker A
am Ende dieser Pre MRNA gibt es eine Sequenz
Speaker A
aus ganz vielen Adenin, die hier synthetisiert werden.
Speaker A
Und
Speaker A
dran
Speaker A
gehängt
Speaker A
werden.
Speaker A
Ähm
Speaker A
und so Schleifen bilden.
Speaker A
Und so eine Art Schwänzchen machen.
Topics:NukleotideDNARNATranskriptionMRNAPre-MRNACappingSplicingPolyadenylierungBiochemie
