Wie funktioniert die DNA-├ťbersetzung?

Das menschliche Genom besteht aus etwa 3,3 Milliarden genetischen Buchstaben.

Das ├ťbersetzen des genetischen Codes von seiner Desoxyribonukleins├Ąureform, die aus einer Kette von vier sich wiederholenden Buchstaben besteht, zu einem endg├╝ltigen Proteinprodukt, das aus Aminos├Ąuren besteht, ist ein wohlverstandener Prozess. Eine M├Âglichkeit, den Prozess zu beschreiben, besteht darin, sich vorzustellen, dass ein einzelner Strang eines Chromosoms wie ein B├╝cherregal mit Anleitungen in einer Fremdsprache gef├╝llt ist. Ein ├ťbersetzer kann ein Buch aus dem Regal nehmen und beginnen, den Code auf Papier zu ├╝bertragen. Er ├╝bersetzt dann die fremden Zeichen in W├Ârter, die ein Leser verstehen kann. Der Leser f├Ąhrt dann fort, ein n├╝tzliches Projekt basierend auf den ├╝bersetzten Anweisungen aufzubauen.

DNA-Grundlagen

Das

DNA besteht aus zwei Polynukleotidketten, die in einer Doppelhelix umeinander gewickelt sind. Jedes Nukleotid beider Ketten besitzt eine stickstoffhaltige Base. An jede Base ist entweder ein Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) oder Thymin (T) gebunden. Die zwei Polynucleotidketten sind ├╝ber schwache Wasserstoffbindungen zwischen C- und G-gepaarten Molek├╝len und A- und T-gepaarten Molek├╝len miteinander verbunden. Diese einzigartige C-G / A-T-Bindung erm├Âglicht die vor├╝bergehende Trennung der DNA-Str├Ąnge, w├Ąhrend ein Enzym die Doppelhelix in Abschnitte von Einzelstr├Ąngen zur Transkription in Str├Ąnge von Messenger-RNA entpackt.

mRNA-Grundlagen

Ein Strang von Messenger-RNA (mRNA) ist eine exakte Kopie eines einzelnen DNA-Strangs, mit der Ausnahme, dass jedes Thymin (T) durch ein Uracil (U) -Molek├╝l ersetzt ist. Eine Kette von mRNA-Molek├╝len, die aus G-, C- und U-Molek├╝len besteht, ist in einem Triplett-Code wie CAC, UUA und CUG angeordnet. Diese Sequenz von Triplett-Codes ist eine Kopie der DNA-Sequenz GTGAATGAC. Der Drei-Buchstaben-Code wird sp├Ąter durch spezielle RNA / Protein-Komplexe in Proteine ÔÇőÔÇő├╝bersetzt, die den Drei-Buchstaben-Code erkennen und einen Strang von Aminos├Ąuren bilden, der mit dem Code ├╝bereinstimmt. Zum Beispiel ist der mRNA-Code AUG mit der Aminos├Ąure Methionin abgestimmt.

Transkription

Die Transkription tritt auf, wenn ein RNA-Polymerase-Enzym entlang einer spezifischen Region eines einzelnen DNA-Strangs reitet und eine mRNA-Kopie synthetisiert (transkribiert). Typischerweise wird der mRNA-Strang modifiziert, indem er an mehreren spezifischen Stellen durch ein spezielles Enzym geschnitten und dann wieder zu einem k├╝rzeren mRNA-Strang zusammengef├╝gt wird, der f├╝r ein funktionelles Protein kodiert. Daher wird der urspr├╝ngliche codierende DNA-Strang nicht direkt in Protein translatiert, sondern muss als mRNA einen Ver├Ąnderungsschritt durchlaufen, um Nonsense-Sequenzen zu entfernen, die nicht f├╝r ein Gen kodieren.

├ťbersetzung

Die Translation ist der letzte Schritt beim ├ťbersetzen einer DNA-Sequenz in ein funktionelles Protein. RNA- / Protein-Komplexmolek├╝le, die "Ribosomen" genannt werden, heften sich an den modifizierten mRNA-Strang und wandeln den Strang in eine Kette von Proteinmolek├╝len um. Dies wird durch Transfer-RNA (tRNA) -Molek├╝le erreicht, die spezifische Aminos├Ąuren zu den Ribosomen tragen, wo Drei-Buchstaben-Codes mit spezifischen Aminos├Ąuren gelesen und abgeglichen werden. Sobald die Aminos├Ąurekette synthetisiert ist, faltet sie sich typischerweise automatisch in eine Konformation, die sie funktional macht. Deshalb kann eine einzelne DNA-Mutation katastrophal sein. Die DNA-Mutation wird in einen aus drei Buchstaben bestehenden mRNA-Code umgeschrieben, der wiederum f├╝r die falsche Aminos├Ąure kodiert. Dies verhindert dadurch, dass die endg├╝ltige Aminos├Ąurekette korrekt in ein funktionelles Protein faltet.

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