Proteinbiosynthese: Prozess und Zusammenfassung | Lernen Sie intelligenter (2023)

Die Neusynthese von Proteinen in einem Organismus nennt man Proteinbiosynthese. Protein ist neben Fett und Kohlenhydraten einer der Grundbausteine ​​aller lebenden Zellen. Zusätzlich zu ihren strukturellen Funktionen erfüllen verschiedene Proteine ​​vielfältige Aufgaben in unserem Körper.

Als Grundlage für diesen Artikel ist es wichtig, seinen Grundaufbau und seine Struktur zu verstehenentkalkte Nukleosaccharid-NukleinsäureWissen. Wenn Sie DNA-Neuling sind, können Sie Ihr Wissen in unserem StudySmarter-Artikel zum Thema auffrischen.

Proteinbiosynthese erklärt

Unter Proteinbiosynthese versteht man die Neusynthese von Proteinen in unseren Zellen. Aber was genau ist Protein? Warum spielen sie eine so wichtige Rolle in unserem Körper und unseren Zellen?

Eiweiß

Proteine ​​(auch Proteine ​​genannt) sind biologische Makromoleküle, die aus sogenannten Proteinen bestehenAminosäurewurde gebaut. Korrespondierende Aminosäuren sind durch spezifische Peptidbindungen miteinander verbunden. Die Aminosäurekette wird es auch tunPolypeptideForderung. Ein Protein kann aus einem oder mehreren Polypeptiden bestehen.

Weitere Informationen zur Proteinstruktur und -funktion finden Sie in den Artikeln von StudySmarter zur Proteinstruktur und zur biologischen Funktion von Proteinen. Komm!

Proteine ​​erfüllen wichtige StrukturfunktionenZellstrukturund eine Reihe unterschiedlicher Aufgaben in unseren Zellen. Protein heißtBiokatalysatorBeteiligt an den meisten Stoffwechselprozessen in unserem Körper. Proteine ​​als BiokatalysatorenEnzymeForderung.

Biokatalysatorsind Moleküle, die biochemische Reaktionen beschleunigen oder verlangsamen, indem sie die für den Ablauf der Reaktion erforderliche Energie verringern oder erhöhen (AktivierungsenergieFür einige biochemische Reaktionen sind Biokatalysatoren erforderlich.

Proteinsynthese

Unsere Zellen synthetisieren Proteine ​​nach spezifischen Bauplänen, wie in unserem Körperdurchgehen(entkalkte Nukleosaccharid-Nukleinsäure) ist bereits enthalten. Die Proteinbiosynthese kann in zwei Teilschritte unterteilt werden.

sterbenProteinbiosyntheseIst die Neusynthese von Proteinen in lebenden Zellen. Es ist ein zentraler und grundlegender intrazellulärer Prozess aller Lebewesen. Während der Proteinbiosynthese werden genetische Informationen (entkalkte Nukleosaccharid-Nukleinsäure) Ein neues Protein aus Aminosäuren.

Der erste Schritt besteht darin, Informationen über das entsprechende Protein zu erhaltenatomarvorlesen und im sogenanntenMessenger-RNA (mRNA)umschreiben. Dieser Schritt wirdTranskriptionForderung.

Boten-RNA(mRNA) ist soentkalkte Nukleosaccharid-Nukleinsäure, Nukleinsäure. andererseitsentkalkte Nukleosaccharid-Nukleinsäureich steheRibonukleinsäuredas hieratomarverlassen. DasmRNATransportmoleküle, die während der Proteinbiosynthese als Proteingerüste dienen.

Im zweiten Schritt der Proteinbiosynthese wird mRNA in das entsprechende Polypeptid (Protein) übersetzt. Dieser Schritt wirdÜbersetzenForderung. Jedes Gen ist am Prozess der Proteinbiosynthese beteiligtINübersetztes Peptid. sagen die sogenannten„Ein Gen, ein Polypeptid-Hypothese“.

Abbildung 1: Vereinfachte Darstellung der Proteinbiosynthese

Prokaryoter(BakterienUndArchaeen) besitzt keinenatomar.In Prokaryoten findet die gesamte Proteinbiosynthese stattZytoplasmaZelle. existierteukaryotischAndererseits sind die einzelnen Teilschritte der Proteinbiosynthese räumlich voneinander getrennt.

Proteinbiosynthese - Prozesse

Der Prozess der Proteinbiosynthese gliedert sich in mehrere Teile:

• Transkription
• Übersetzen

Proteinbiosyntese - transkription

sterben Transkription ist, ein Gen als ein zu interpretierenmRNA. INdie allgemeineEnthält Informationen zur Konstruktion von Peptiden.

das hierCode Gene StrangEs handelt sich um einen Einzelstrang eines proteinkodierenden Gens, das die RNA-Polymerase als Matrize zur Herstellung von mRNA verwendet.

Bei der Transkription wird die kodierende Kette gebildetNachfüllungRRNA-Strang. Und die DNA aus den BasenpaarenAdenin-Thymin(A-T) undGuanin-Cytosin(G-C) bestehen RNA-Moleküle aus BasenpaarenAdenin-Uracil(A-U) SummeGuanin-Cytosin(GC). Die entsprechenden Thyminbasen werden in der RNA durch Uracilbasen ersetzt.

das hierCodierungsketteist der DNA-Strang eines Gens, dasNEINWird von der RNA-Polymerase verwendet. Sie entspricht der Basensequenz des neuen mRNA-Einzelstrangs (Transkript).

RNA-Verarbeitung

Nachdem ein Gen in ein mRNA-Transkript umgeschrieben wurde, müssen bestimmte Prozesse ablaufen, damit die entsprechende mRNA als Transportmolekül fungieren kann. Diese Prozesse werden sogenannte sogenannteRNA-Verarbeitungoder vonRReifungsprozessmRNA. Die RNA-Verarbeitung stellt sicher, dass der richtige Teil der mRNA in ein Polypeptid übersetzt wird und schützt die mRNA vor enzymatischem Abbau.

Die RNA-Verarbeitung ist ein Prozess in eukaryotischen Zellen. Aufgrund der Genstruktur ist der mRNA-Reifungsprozess bei Prokaryoten nicht erforderlich.

Mehr über den Transkriptionsprozess und die wichtigsten beteiligten Enzyme erfahren Sie in einem anderen StudySmarter-Artikel.

Proteinbiosynthese - Übersetzung

die Übersetzung istzweiter Schrittder Proteinbiosynthese.

ÜbersetzenIst die Proteinsynthese, bei der die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz des Proteins übersetzt wird.

Die Übersetzung erfolgt im sogenanntenRibosomenersetzen. Ribosomen bestehen aus einer großen und einer kleinen Untereinheit. mRNAs binden an Ribosomen undTransfer-RNAAndere (tRNA)in Peptide umgewandelt.

Ribosomen

Ribosomen bestehen aus Proteinen und ribosomaler RNA (rRNA). Die kleine Untereinheit erkennt und bindet die entsprechende mRNA. Die große Untereinheit verfügt über drei tRNA-Bindungsstellen und ist für die Bildung der Polypeptidkette verantwortlich.

Die drei tRNA-Bindungsstellen im Ribosom sindA-(Aminoacyl-),P-(Peptidyl)UndE-(Ausgang) bindingsstedForderung. Jede Bindungsstelle bietet Platz für ein tRNA-Molekül. Bei der Übersetzung werden Bindungsstellen gleichermaßen wichtig.

Transkribierte Ribonukleinsäure

Transfer-RNA (tRNA)Sie sind wie mRNA Nukleinsäuren, die aus einer Reihe von Basen bestehen. Aufgrund der Wechselwirkung zwischen Basen verfügt tRNA über die sogenannteKleestrukturIn einem Aspekt verfügen tRNAs über Bindungsstellen für bestimmte Aminosäuren. Zum anderen die Erkennungssequenz der mRNA.

Die Erkennungssequenz der mRNA besteht aus drei BasenAnticodonForderung. tRNAs tragen spezifische Aminosäuren, die zu ihren Anticodons passen. Daher kann die tRNA das entsprechende mRNA-Fragment bindenNachfüllungzu ihren Erkennungssequenzen (Anticodons).

INAnticodonEin Basentriplett (Nukleotide) auf der tRNA, das zu einem Codon auf der mRNA komplementär ist.

Menschliche Proteine ​​bestehen aus 21 verschiedenen Aminosäuren. Bestimmte Codons im genetischen Code entsprechen bestimmten Aminosäuren. die sogenannteBasentriplett oder Codon(Eine Basenfolge bestehend aus 3 Basen) entspricht verschiedenen Aminosäuren. Neben Tripletts, die für Aminosäuren kodieren, gibt es auch sogenannteStart-UndStopp-Codon.

IN-Insind drei Sequenzen (Tripletts) auf der mRNA, die die Position einer Aminosäure im Protein bestimmen oder für die Beendigung der Translation kodieren.

StartcodonStartet die Initiierung der Polypeptidkettensynthese, währendStopp-CodonVerursacht eine Störung der Polypeptidkettensynthese und -freisetzung.

Der genetische Code istZersetzungDas bedeutet, dass es mehr mögliche Basentripletts gibt als die Gesamtzahl der möglichen Aminosäuren. Daher kodieren mehrere Codons für dieselbe Aminosäure. Beispielsweise kodieren die Codons CGG, CGA, CGC, CGU, AGG und AGA für die Aminosäure Arginin (Arg).

SogenanntKlang des CodesSag dir, welche Codons Ribonukleinsäure Welche Aminosäuren entsprechen.

Abbildung 4: Code-Sol zur Übersetzung des genetischen Codes

Mit StudySmarter-Artikeln zum genetischen Code können Sie Ihr Wissen zu diesem Thema noch weiter vertiefen.

Übersetzungsprozess

Die Botschaft für die Aminosäurekette liegt auf dem Gen und wird bei der Transkription in mRNA umgeschrieben. Die mRNA wird dann am Ribosom in eine Aminosäurekette (die Polypeptidkette) übersetzt. Alle drei Basenpaare (Basentripeloder-In) entspricht einer Aminosäure auf der mRNA.

1. Zu Beginn der Translation bindet das Ribosom an die mRNA und bewegt sich entlang dieser, bis das Startcodon (AUG) vorhanden ist.
2. Für jede der drei Bindungsstellen am Ribosom gibt es ein mRNA-Basentriplett. Zu Beginn der Translation befindet sich das Initiationscodon beiBindungenRibosomen. Nun kann eine tRNA mit passendem Anticodon an die A-Stelle und das Startcodon binden.
3. Das Ribosom wandert nun ein Basentriplett auf der mRNA. Nun befindet sich das Startcodon mit bindender tRNA beiP-BindungenstedEin neues ungebundenes Basentriplett wird an der A-Bindungsstelle platziert. Daran kann nun eine passende tRNA binden. Somit gibt es zwei tRNAs, die an den P- und A-Bindungsstellen nebeneinander liegen. Beide tRNAs tragen eine Aminosäure.
4. Die tRNA-Aminosäure von der P-Bindungsstelle wird nun auf die tRNA-Aminosäure von der A-Bindungsstelle übertragen. Das Ribosom wandert dann ein weiteres Basentriplett. Die tRNA ohne die Aminosäure befindet sich nun beielektronische Bindestation(Ausgang - Bindugsstelle) Dann verlässt es das Ribosom. An der P-Bindungsstelle befindet sich tRNAAminosäureketteEine Bindungsstelle ist leer und bereit, neue tRNA aufzunehmen
5. untertrin3Und4Nun wiederholen sich die wandernden Ribosomen und es bilden sich längere Aminosäureketten.
6. Irgendwann kommt das RibosomStopp-CodonEine tRNA ohne Anticodon, die mit dem entsprechenden Stoppcodon übereinstimmt. Dadurch wird die Translation beendet und die resultierende Aminosäurekette vom Ribosom und der tRNA gelöst. Auf diese Weise kann mRNA in Polypeptide übersetzt werden.

Mehr zum Übersetzungsprozess erfahren Sie im entsprechenden Artikel in StudySmarter.

Erklären Sie kurz den Prozess der Proteinbiosynthese

Die folgende Abbildung zeigt den Prozess der Proteinbiosynthese in Form eines Flussdiagramms. Dies soll Ihnen helfen, die Proteinbiosynthese endlich zu verstehen.

Figur 6: Proteinbiosyntese flowdiagram.