Speaker A
Moin Leute,
Erklärung der Transkription als erster Schritt der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten mit Phasen und molekularen Details.
Key Takeaways
- Transkription ist der erste und entscheidende Schritt der Proteinbiosynthese.
- Die RNA-Polymerase spielt eine zentrale Rolle bei der Initiation, Elongation und Termination der Transkription.
- DNA bleibt im Zellkern geschützt, während mRNA die genetische Information zu den Ribosomen transportiert.
- Die Orientierung der DNA-Stränge ist entscheidend für den Ablauf der Transkription.
- Komplementäre Basenpaarung und Autokorrektur sichern die Genauigkeit der mRNA-Synthese.
Summary
- DNA ist der Träger der Erbinformationen und speichert Baupläne für Organe, Haare und Farbstoffe.
- Proteinbiosynthese besteht aus Transkription und Translation, wobei bei Eukaryoten eine Prozessierung der mRNA erfolgt.
- Transkription ist der Prozess, bei dem die DNA im Zellkern auf mRNA abgeschrieben wird, um die Information zu den Ribosomen zu transportieren.
- Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor und entwindet die DNA, um die Transkription einzuleiten (Initiation).
- Die DNA-Stränge sind antiparallel; die Polymerase liest den codogenen Strang von 3'- zu 5'-Ende ab und synthetisiert mRNA von 5'- zu 3'-Ende (Elongation).
- Komplementäre Basenpaarung erfolgt, wobei Uracil in der RNA Thymin ersetzt.
- Die RNA-Polymerase besitzt eine Autokorrekturfunktion zur Fehlervermeidung.
- Die Transkription endet an der Terminator-Sequenz, woraufhin die Polymerase sich löst und die mRNA freigibt (Termination).
- Bei Prokaryoten erfolgt die Transkription ähnlich, jedoch ohne Zellkern.
- Transkription ist essentiell für die Genexpression und die Herstellung von Proteinen als Bausteine der Natur.
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Speaker A
die DNA ist der Träger der Erbinformationen.
Speaker A
Das hört ihr sicher immer wieder.
Speaker A
Aber was bedeutet das eigentlich?
Speaker A
Die DNA ist ein natürlicher Informationsspeicher.
Speaker A
Als Informationsspeicher speichert sie sowas wie Baupläne und Anleitungen für verschiedenste Strukturen.
Speaker A
Dazu zählen z.B. eure Organe, eure Haare oder auch der Farbstoff darin.
Speaker A
Sie ist sozusagen die Festplatte der Natur.
Speaker A
Aber wie werden aus diesen gespeicherten Informationen denn so Dinge wie Haare oder Organe?
Speaker A
Um von der DNA zum Merkmal zu kommen, müssen die Erbinformationen abgerufen und umgesetzt werden.
Speaker A
Es geht um die Ausprägung der Gene,
Speaker A
was auch Genexpression genannt wird.
Speaker A
Diese Ausbildung passiert über die Proteinbiosynthese.
Speaker A
Ihre beiden Hauptschritte sind die Transkription und die Translation.
Speaker A
Bei Eukaryoten gibt es noch die Prozessierung,
Speaker A
bei der die Abschrift noch mal bearbeitet wird.
Speaker A
Einfach gesagt werden in der Proteinbiosynthese die Erbinformationen erst abgeschrieben und dann in Proteine übersetzt.
Speaker A
Das erklärt auch den Namen.
Speaker A
Denn Proteinbiosynthese heißt übersetzt sowas wie Herstellung von Proteinen.
Speaker A
Und das sind ja Bausteine der Natur.
Speaker A
Die kann man so zusammensetzen, dass daraus bestimmte Stoffe oder Strukturen entstehen, wie eure Haare oder der Farbstoff darin.
Speaker A
Damit das passieren kann, muss unser Körper erstmal auf die Informationen in unserer DNA zugreifen.
Speaker A
Und dafür gibt es eben die Transkription.
Speaker A
Um das besser zu verstehen, schauen wir uns mal eine eukaryotische Zelle an.
Speaker A
Die DNA sitzt ja, wie ihr wisst, im Zellkern.
Speaker A
Die eigentliche Bildung der Proteine findet aber außerhalb des Zellkerns an den Ribosomen statt.
Speaker A
Die Erbinformation muss also irgendwie vom Zellkern zu den Ribosomen kommen.
Speaker A
Na ja, easy, dann muss die DNA also einfach nur dahin wandern.
Speaker A
Das ist leider nicht so einfach.
Speaker A
Unsere DNA ist nämlich sehr empfindlich.
Speaker A
Würde man sie einfach aus dem schützenden Zellkern rausschicken, dann würde sie womöglich verloren gehen oder zerstört werden.
Speaker A
Damit das nicht passiert, schreibt die Natur die Informationen ab.
Speaker A
Und zwar auf die sogenannte Messenger-RNA, kurz mRNA.
Speaker A
Übersetzt bedeutet das Boten RNA.
Speaker A
Ihr würdet ja auch nicht einfach euren richtigen Personalausweis mit der Post verschicken, oder?
Speaker A
Und genau dieser Prozess des Abschreibens von der DNA zur mRNA ist die Transkription.
Speaker A
Die DNA ist also das Original und die mRNA die Kopie.
Speaker A
Die Verpackung ist zwar unterschiedlich, aber die getragene Information bleibt dieselbe.
Speaker A
Halten wir erstmal folgendes fest.
Speaker A
Zur Herstellung von Proteinen muss die Erbinformation von der DNA im Zellkern zu den Ribosomen außerhalb des Kerns.
Speaker A
Damit die DNA nicht aus dem sicheren Zellkern raus muss, werden die Informationen auf die mRNA abgeschrieben und aus dem Kern verschickt.
Speaker A
Dieser Abschreibeprozess ist die Transkription.
Speaker A
Sie ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese.
Speaker A
Jetzt wissen wir, warum die Transkription so wichtig ist.
Speaker A
Aber wie läuft es denn jetzt genau ab?
Speaker A
Der Ablauf der Transkription wird in drei Phasen unterteilt.
Speaker A
Das sind die Initiation, die Elongation und die Termination.
Speaker A
Einfach gesagt sind das die Einleitung, das Abschreiben und das Ende.
Speaker A
Der Star der Transkription ist dabei die RNA-Polymerase.
Speaker A
Die ist wie ein mobiler Produktionstunnel.
Speaker A
Die DNA wäre dann sowas wie ein Fließband, das durch diesen Tunnel fährt.
Speaker A
So wie eine Waschstraße, nur halt zur Herstellung der mRNA.
Speaker A
Die Polymerase sucht die DNA auf bestimmte Basensequenzen ab.
Speaker A
Findet sie eine passende Basensequenz, stoppt sie an der Stelle.
Speaker A
Und genau hier beginnt die Initiation.
Speaker A
Die Polymerase bindet an diese Basensequenz und setzt sich fest.
Speaker A
Diese Basensequenz nennt man auch Promotor.
Speaker A
Innerhalb der Polymerase wird die DNA dann entbunden und in ihre beiden Einzelstränge aufgetrennt.
Speaker A
Davor und direkt dahinter bleibt die DNA verschlossen und gewunden.
Speaker A
Im Bereich der Polymerase entsteht also sowas wie eine kleine Blase.
Speaker A
Kurz gesagt, bindet die Polymerase in der Initiation an die DNA, entwindet sie und trennt sie auf.
Speaker A
Bevor wir jetzt Schritt 2 verstehen können, müssen wir noch mal die Grundlagen wiederholen.
Speaker A
DNA besteht jetzt aus zwei Einzelsträngen.
Speaker A
Man unterscheidet an den Enden beider Stränge zwischen dem sogenannten 3-Strich und 5-Strich Ende.
Speaker A
Das ist die sogenannte Ausrichtung oder Orientierung.
Speaker A
Ihr merkt sicher, die Enden sind bei beiden Strängen gar nicht gleich ausgerichtet.
Speaker A
Das liegt daran, dass sie antiparallel zueinander sind.
Speaker A
Das bedeutet, sie verlaufen in unterschiedliche Richtungen.
Speaker A
Und jetzt müsst ihr gut aufpassen.
Speaker A
Die Orientierung ist sehr wichtig für den Ablauf.
Speaker A
Denn die RNA-Polymerase kann die DNA nur von 3-Strich nach 5-Strich Richtung ablesen.
Speaker A
Das heißt, die Orientierung bestimmt, in welche Richtung die Transkription verläuft und welcher Strang mit welchen Informationen übersetzt wird.
Speaker A
Merkt euch das immer gut.
Speaker A
Außerdem bestehen beide Einzelstränge aus einer Kette von Nukleotiden.
Speaker A
Nukleotide sind die Grundbausteine der DNA. Sie bestehen immer aus einem Zucker, einem Phosphatrest und einer Base.
Speaker A
Und jede dieser Basen bindet nur an eine bestimmte andere Base.
Speaker A
Man spricht dann von komplementärer Basenpaarung.
Speaker A
Komplementär bedeutet hier ergänzend.
Speaker A
So viel zur Wiederholung.
Speaker A
Kommen wir zur zweiten Phase, der Elongation.
Speaker A
Also, die Polymerase hat zuvor an die DNA gebunden.
Speaker A
Und beginnt dann einen der beiden Einzelstränge abzulesen.
Speaker A
Den Strang, der dann abgelesen wird, nennt man dann den Codogenen Strang.
Speaker A
Den anderen Strang nennt man dann nicht-codogenen Strang.
Speaker A
Die Polymerase liest jede einzelne Base der DNA ab und sucht sich die passende Base für die mRNA raus.
Speaker A
Diese Nukleotide werden aber nicht erst in der Transkription gebildet, sondern werden schon vorher gebildet und in der Nähe der Polymerase angelagert.
Speaker A
Die Polymerase muss sich dann nur noch die Nukleotide mit den richtigen Basen rauspicken.
Speaker A
Die Nukleotide mit den passenden Basen werden dann zu einer Kette verknüpft.
Speaker A
Und das ist jetzt auch wichtig.
Speaker A
Während der Codogene Strang von 3-Strich nach 5-Strich abgelesen wird, wird die Nukleotidkette, also die mRNA von 5-Strich nach 3-Strich verlängert.
Speaker A
DNA und mRNA sind nämlich auch antiparallel angeordnet.
Speaker A
Jetzt gibt es noch eine ziemlich wichtige Info zur Basenpaarung.
Speaker A
Die Basen der Nukleotide werden ja immer einander entsprechend, also komplementär verknüpft.
Speaker A
Zu einer DNA-Base Thymin kommt eine RNA-Base Adenin.
Speaker A
Zu einem Guanin ein Cytosin und umgekehrt.
Speaker A
Und jetzt wird's tricky.
Speaker A
Kommt in der DNA ein Adenin, wird in der mRNA Uracil benutzt.
Speaker A
Uracil ist bei allen Formen von RNA der Ersatz für Thymin.
Speaker A
Übrigens übernimmt die Polymerase bei dieser Basenpaarung auch noch eine Kontrollfunktion.
Speaker A
Werden die Basen mal falsch zugeordnet, gleicht die Polymerase den Fehler wieder aus.
Speaker A
Sie hat also noch eine Autokorrektur.
Speaker A
Kommen wir zum dritten und letzten Schritt, der Termination.
Speaker A
Die Polymerase liest die DNA fleißig ab und die einsträngige mRNA wird immer länger.
Speaker A
Irgendwann trifft die Polymerase auf einen sogenannten Terminator.
Speaker A
Das ist eine bestimmte Basensequenz, die das Ende der Transkription einleitet.
Speaker A
Wird diese gelesen, stoppt die Polymerase.
Speaker A
Die DNA wird verschlossen und windet sich wieder.
Speaker A
Die Polymerase löst sich und die mRNA wird freigegeben.
Speaker A
Ganz zum Schluss noch eine Sache.
Speaker A
Wir haben am Anfang ja nur über Eukaryoten gesprochen.
Speaker A
Falls ihr euch fragt, was mit den Prokaryoten ist, sie besitzen zwar keinen richtigen Zellkern.
Speaker A
Der Ablauf der Transkription bleibt aber gleich.
Speaker A
Gehen wir das Wichtigste noch mal durch.
Speaker A
Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese.
Speaker A
Dabei wird die DNA im Zellkern auf eine Messenger-RNA, kurz mRNA, abgeschrieben.
Speaker A
Die Transkription wird in drei Phasen unterteilt.
Speaker A
Die Initiation, die Elongation und die Termination.
Speaker A
In der Initiation bindet die RNA-Polymerase an den Promotor.
Speaker A
Durch die Entwindung und Auftrennung des DNA-Doppelstrangs bildet sich eine kleine Blase, in der die DNA abgeschrieben wird.
Speaker A
In der Elongation liest die Polymerase die DNA von 3-Strich nach 5-Strich ab und verlängert die mRNA von 5-Strich nach 3-Strich.
Speaker A
Hier werden die Basen der mRNA komplementär zu den Basen der DNA verknüpft.
Speaker A
In der Termination liest die Polymerase eine Terminatorsequenz ab, löst sich und die DNA schließt und windet sich wieder.
Speaker A
Man hat dann eine einsträngige mRNA.
Speaker A
Perfekt, das war's.
Speaker A
Wie es in der Proteinbiosynthese mit der Prozessierung und Translation weitergeht,
Speaker A
erfahrt ihr dann im nächsten Video.
Speaker B
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Speaker B
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Speaker B
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Speaker B
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Speaker B
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Speaker B
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Speaker B
Bis gleich.
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