Phasen & Ablauf der Proteinbiosynthese in wenigen Schritten erklärt

Phasen & Ablauf der Proteinbiosynthese in wenigen Schritten erklärt

Die Proteinbiosynthese bezeichnet einen komplexen biochemischen Prozess, während dessen mehrschrittig aus einfacheren Aminosäuren anhand von Informationen, welche der DNA entnommen werden, Proteine synthetisiert, zusammengesetzt werden.

Aufeinanderfolge

Der Beginn der Proteinsynthese aktiviert eine der 20 proteinogenen Aminosäuren. Sie verestern in ebenfalls komplexen Prozessen mit einer ihnen spezifischen tRNA. Aminoacyl-tRNA-Synthetasen im Zytoplasma initiieren dies.

Sie sind eine Gruppe von Enzymen, die jeweils nur mit einer Aminosäure reagieren. Die dabei umgesetzte Aktivierungsenergie liefert ATP. Dies findet in durch äußere Vorgänge beeinflussten stochastischen Gleichgewichten statt.

Verkettung und Bindung an Ribosomen-Untereinheiten

Im zweiten Schritt bindet die mRNA erste Aminoacyl-tRNA an freie 30S-Ribosomen-Untereinheiten. Dies bildet einen Ausgangskomplex. Vorhandene 30S-Untereinheiten lagern biochemisch bevorzugt 50S-Untereinheiten an. Erste Aminoacyl-tRNS beginnen weitere Prozesse als N-Acyl-Derivat. Diese Basis stellt sicher, dass die Synthese der Polypeptidkette genetische Botschaft startet.

Kettenvervollständigung

Das biochemische Milieu bewirkt eine fortlaufende Anlagerung an die Peptidkette von weiteren Aminoacyl-Resten. Diese Reste stammen von Aminoacyl-tRNA-Estern. Im Umfeld eines Codon, welches mRNS bevorzugt werden, Aminoacyl-tRNA-Estern angelagert, die diesem Codon entsprechen.

Jede neue Peptidbindung bewirkt im spezifischen Milieu eine Bewegung sowohl der mRNA als auch der Peptidyl-tRNA-Kette entlang dem Ribosom, sodass das folgende Codon eine weitere Kettenverlängerung mit dem zu ihm passenden Estern bewirkt. Die umgesetzte Reaktionsenergie liefert GTP.

Es gibt die wichtigen Prozessvarianten

  • Spleißen,
  • Capping,
  • Polyadenylierung
  • und RNA-Edition.

Beim Translationsprozess werden

  • Initialphase,
  • Elongationsphase
  • und Termination

unterschieden.

Abschluss und Ablösen vom Ribosom

Im abschließenden Schritt der Proteinsynthese beendet die mRNA die Polypeptidkette. Geeignete Abschlusssignale sind durch drei besondere Stopcodons in der mRNA realisiert. Dann löst sich die fertige Kette vom Ribosom ab. Ablösungen der Polypeptid-tRNA vom Ribosom werden beim Erreichen eines Abschluß-Codons von spezifischen Proteinfaktoren (release factors) bewirkt. Dies ist ans Ribosom gebunden.

Die Esterbindung des Polypeptids und der tRNS wird hydrolytisch gespaltet. Das 70S-Ribosom verlässt die mRNS frei beweglich. Als dissoziierte 50S und 30S-Untereinheiten kann es an weiteren Zyklen teilnehmen. Dazu ist eine spezifische Initiierung ( initiation factors) erforderlich. Weitere Möglichkeiten sind co- und posttranslationale Modifikationen oder Proteintargeting und Proteintransport .

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