Transkription & Translation – Genetik Abi Special (veraltet)

Translation oder Translation,

was hat Bio jetzt auch noch mit Sprachen zu tun?

Keine Sorge, da geht's um bisschen was anderes und genau

das erklären wir euch jetzt.

Transkription und Translation sind Schritte bei der Umsetzung von genetischen Informationen, also der in der DNA enthaltenen Info.

Schauen wir uns den ersten Schritt an.

Und zwar die Transkription.

Das Wort Transkription kommt ja aus dem Lateinischen von Trans, was hinüber bedeutet und von Scribere, was schreiben heißt. Also hinüberschreiben oder umschreiben im Sinne von übertragen.

Und genau das passiert bei der Transkription.

Die genetische Info wird von der sperrigen DNA auf die mobile RNA übertragen, mit der dann mehr angefangen werden kann.

So wie wenn ihr nicht das ganze fette Genetikbuch mit zur Abiklausur schleppt, sondern nur das Wichtigste rausschreibt und die kleinen Spickzettel mitnehmt.

Aber das macht ihr natürlich nicht, denn ihr könnt das ja alles so.

Die DNA liegt ja als Doppelstrang vor.

Damit die RNA Polymerase, das Enzym, was die RNA herstellt, die DNA ablesen kann,

muss der Doppelstrang aber aufgespalten werden.

Die RNA Polymerase bindet jetzt an einer spezifischen DNA Sequenz, die man als Promotor bezeichnet.

Hinter der Promotor Region, also in Richtung der Transkription, entsteht dann eine blasenartige Öffnung der DNA.

Die zwei DNA Stränge sind da also voneinander gelöst.

Bei den Prokaryoten scheint das die RNA Polymerase selber zu können, bei den Eukaryoten, wo alles immer komplizierter ist,

werden dafür noch Transkriptionsfaktoren benötigt.

So kann RNA Polymerase jetzt jedenfalls einen der DNA Stränge ablesen und in RNA umschreiben.

Dazu nimmt sie den codogenen Strang und liest ihn in 3'-5' Richtung ab.

Also vom 3'-Ende zum 5'-Ende.

An die Basen, also A, G, C und T, werden dann komplementär entsprechende Basen angelagert.

Aber aufpassen bei der zu A komplementären Base, das ist in diesem Fall hier nicht T, sondern U, also Uracil.

Die RNA Polymerase macht so fröhlich weiter, bis sie an einer bestimmten DNA Sequenz, dem Terminator ankommt.

Der gibt ihr das Signal mit der Transkription aufzuhören.

Als Produkt haben wir dann die RNA.

Genauer gesagt liegt hier die mRNA kurz für Messenger RNA vor.

Und hier noch mal kurz aufpassen,

denn das wird gerne verwechselt.

Der codogene Strang der DNA wird zwar von 3' nach 5' abgelesen,

die RNA aber dementsprechend umgekehrt synthetisiert,

also von 5' nach 3' hin.

Sie wird also am 3'-Ende verlängert.

Das ist so, weil sie ja komplementär zur DNA Vorlage ist.

Beim DNA Doppelstrang geht ja auch der eine Strang von 3' nach 5', nämlich der codogene, auch Antisense-Strang genannt,

und der andere von 5' nach 3'.

Das wäre dann der Sense-Strang.

Genauso ist es mit der neu synthetisierten RNA.

Und wenn ihr euch nun fragt, warum der Antisense-Strang und nicht der Sense-Strang der codogene ist, also der, der abgelesen wird,

es macht Sinn, dass der Sense-DNA-Strang nicht codiert, denn die RNA soll ja genauso aussehen,

wie der, also muss der Antisense-Strang codieren, damit das so ist.

So, das ist ja alles noch relativ überschaubar.

Dann schauen wir uns mal den zweiten Schritt an.

Die Translation.

Kennt ihr aus dem Englischen, heißt ja Übersetzung.

Hierbei wird die mRNA in die Aminosäuresequenz übersetzt, dass der Prozess als Translation bezeichnet wird,

macht also Sinn.

Damit das klappt, brauchen wir Ribosomen.

Die haben eine große und eine kleine Untereinheit und sehen vereinfacht so aus.

Also wie dieses grünfarbene Ding.

Das Ribosom nimmt die mRNA so ähnlich wie eine Zange zwischen seine zwei Einheiten und wandert dann in 5'-3' Richtung an der mRNA entlang.

Außerdem besitzt ein Ribosom drei Stellen, an denen es die mRNA liest.

Am Eingang befindet sich die A-Stelle, dann kommt die P-Stelle und als letztes die E-Stelle.

Eine Stelle wird immer von drei Basen besetzt.

Drei Basen werden auch gemeinsam als Triplett

oder Codon bezeichnet.

Ein solches Triplett steht immer für eine der insgesamt 20 Aminosäuren.

Eingeleitet wird die Translation durch das Startcodon AUG.

An dieser Stelle kommt die Transfer RNA, kurz tRNA ins Spiel.

Die hat drei Schleifen und sieht ein bisschen aus wie ein Kleeblatt.

In der mittleren Schleife befindet sich ein Anticodon.

Das bindet an die entsprechenden Tripletts der mRNA im Ribosom.

Auf der anderen Seite besitzt die tRNA eine Aminosäure Anheftungsstelle.

Da sitzt die spezifische Aminosäure dran, für die das jeweilige Triplett steht.

An ein Triplett oder Codon der mRNA bindet also die passende, spezifische tRNA mit ihrem Anticodon.

Die hat dann die entsprechende Aminosäure im Schlepptau, bringt sie also so an Ort und Stelle.

Daher auch der Name Transfer RNA.

Doch mal zurück zu den Stellen am Ribosom.

An der A-Stelle, also der Anfangsstelle, bindet eine tRNA, die Aminosäuren anliefert.

An der P-Stelle sitzt die tRNA mit der wachsenden Kette an Aminosäuren.

Die nennt man Polypeptidkette.

An der E-Stelle verlassen die tRNAs das Ribosom wieder.

Und das ohne die Aminosäure, denn die haben sie ja bereits abgegeben.

Die E-Stelle könnt ihr euch übrigens gut mit Exit merken.

Wichtig ist vielleicht auch, dass nicht die einzelne Aminosäure von der tRNA in der A-Stelle auf die Aminosäurekette an der tRNA in der P-Stelle übertragen wird,

sondern umgekehrt.

Die Polypeptidkette wird auf die neue Aminosäure an der tRNA in der A-Stelle übertragen.

Also merken, die wachsende Polypeptidkette hängt nicht direkt am Ribosom,

sondern immer an einer tRNA und zwar nach jeder hinzugefügten Aminosäure an der jeweils neuen.

Und dann wandert das Ribosom ein Triplett weiter, die alte tRNA aus der P-Stelle ist jetzt in der E-Stelle

und kann rausgeschmissen werden.

Und eine neue kann mit ihrer Aminosäure in die A-Stelle.

So, dieser Vorgang wiederholt sich sehr oft, bis das Ribosom das Signal erhält aufzuhören.

So wie beim Signal zum Starten gibt es auch hier wieder einen Stoppcodon.

Bzw. es gibt sogar drei.

Die sind UAG, UGA,

UAA.

UGA, wie so Affe.

Okay, Entschuldigung.

Und als letztes noch UAA.

Alle noch so ein Abklatsch.

Okay, aber gut für euch kann man sich so einfacher merken.

Für diese Codons gibt es keine entsprechenden tRNA Moleküle.

Es kann also nichts an dieses Triplett binden, die Polypeptidkette kann nicht mehr wachsen.

Das Ribosom zerfällt in seine Untereinheiten, macht diese Zange also sozusagen auf und entlässt die Polypeptidkette.

Somit ist der Spaß vorbei.

So, die wesentlichen Schritte der Translation und der Transkription solltet ihr fürs Abi auf jeden Fall kennen.

Außerdem sollte dieses Ding hier euch bekannt sein.

Das ist die Codesonne.

Ja, ich weiß, der Name hört sich schöner an, als dieses Teil wirklich ist.

Die Codesonne ist dazu da, die Tripletts in ihre Aminosäuren zu übersetzen.

Man liest sie von innen nach außen und gelangt so zu der richtigen Aminosäure.

GCU z.B. steht also für Alanin, UCA hingegen für Serin und so weiter.

Ihr seht, das Ganze ist vom Prinzip her nicht schwierig und ihr könnt im Abi ordentlich Punkte sammeln.

Es kann aber auch sein, dass im Abi gefragt wird, welche Basen für ausgewählte Aminosäuren stehen.

Es wird euch also z.B. diese Aminosäuresequenz gegeben.

Ala - His - Trp.

Nun müsst ihr die passenden Tripletts dafür angeben.

Ihr benutzt hierfür also wieder die schöne Codesonne.

Außen schaut ihr dann nach der Aminosäure.

In diesem Beispiel also zuerst Alanin.

Jetzt nicht ausrasten, weil ihr seht, dass da verdammt noch mal vier Buchstaben außen stehen.

Ja, ist so.

Aber in dem Fall Glück gehabt, denn alle Möglichkeiten sind hier richtig.

Tja, wenn es bloß immer so einfach wäre.

Und Achtung jetzt, Achtung, passt auf, Leute, passt auf.

Uff, pass auf.

Vor lauter von außen auf die Codesonne schauen, lasst euch nicht blenden.

Verstehe ich.

Okay, der war schlecht.

Aber lest die Sonne trotzdem von innen nach außen.

Da kann man schneller ein bisschen verwirrt sein.

Alanin wird also durch GCU, GCC, GCA und GCG codiert.

Da hättet ihr am Abi dann die Qual der Wahl, alle vier wären nämlich richtig.

Weiter geht's mit Histidin.

Hier gibt es auch wieder mehr als eine Möglichkeit.

CAC und CAU stehen beide für Histidin.

Als letzte Aminosäure haben wir hier noch Tryptophan.

Hier gibt's nur eine Möglichkeit.

Das ist das Triplett UGG.

So Leute, wenn wir euch mit dem Video helfen konnten, dann helfen wir bestimmt euren Kumpels auch.

Wie immer freuen wir uns sehr, wenn ihr uns euren Kumpels weiterempfehlt.

Ansonsten haut rein, wir sehen uns beim nächsten Mal, macht's gut und bis gleich im nächsten Video.

Ciao.