Select your language

Suggested languages for you:
Log In Anmelden
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Die All-in-one Lernapp:

  • Karteikarten
  • NotizenNotes
  • ErklärungenExplanations
  • Lernpläne
  • Übungen
App nutzen

RNA Struktur

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden
Biologie

Die RNA (Ribonukleinsäure) besteht, wie die DNA, aus einem Strang aus Nukleotiden. Anders als die DNA (Desoxyribonukleinsäure), enthält sie Ribose also nur Zucker (statt der Desoxyribose) und kommt nur einzelsträngig vor. Bei der Synthese von RNA aus der DNA wird die Base Thymin durch Uracil ersetzt.

RNA Aufbau und Funktion

Die RNA ist besonders wichtig bei der Proteinbiosynthese, genauer gesagt bei der Transkription und Translation. Hier wird die RNA auf Grundlage der Information der DNA hergestellt, um verschiedene Funktionen zu übernehmen.

Aufbau der RNA-Nukleotide

Die Nukleotide einer RNA bestehen aus einem Phosphatsäurerest, einem Zuckermolekül (der Ribose) und einer organischen Base. Die Ribose ist eine sogenannte Pentose: also ein Zucker aus fünf C-Atomen. Die Basen können Adenin, Cytosin, Guanin oder Uracil sein.

Nukleotide sind die Grundbausteine der DNA und RNA. Sie bestehen aus einer Phosphorsäure, einem Zucker und einer Nukleinbase. Nukleoside hingegen bestehen nur aus einer Nukleinbase und einem Zucker. Sie haben keinen Phosphatrest. Eine Darstellung um dir das vorstellen zu können siehst du hier:

Struktur der RNA, Nukleotid Aufbau, StuySmarterAbbildung 1: Aufbau eines Nukleotids; Quelle: wikipedia.de

Folgende Strukturen der RNA unterscheiden sich von der DNA:

Die Ribose

In der RNA besteht jedes Nukleotid aus einer Ribose, genauer gesagt aus einer sogenannten Pentose. Das ist ein Zucker, der fünf C-Atome besitzt. Die Ribose der RNA ähnelt der Desoxyribose der DNA. Die RNA Ribose hat allerdings eine Hydroxygruppe (OH - Gruppe) statt einem Wasserstoff-Atom (H - Atom). Das befindet sich am 2'- C-Atom.

Hier siehst du die Strukturformel der Ribose im Vergleich zur Desoxyribose:

Struktur der RNA, Ribose Aufbau, StuySmarterAbbildung 2: Darstellung der Ribose; Quelle: pharmawiki.chStruktur der RNA Desoxyribose Aufbau StudySmarterAbbildung 3: Darstellung der Desoxyribose; Quelle: u-helmich.de

RNA Basen

Folgende Basen kommen in der RNA vor: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Die ersten drei müsstest du bereits aus der DNA Zusammensetzung kennen. Uracil hingegen ersetzt Thymin als komplementäre Base zu Adenin. Uracil wird wahrscheinlich genutzt, weil es weniger Energie benötigt. Warum das wichtig ist, erfährst du weiter unten. Eine Einheit aus Phosphatsäurerest, Ribose und Base bildet ein Nukleotid. Die Struktur der RNA ist eine Aneinanderreihung von vielen Nukleotiden, weswegen es auch Polynukleotid genannt wird.

Eine Folge von Nukleotiden wird Basensequenz genannt.

Struktur der RNA, Basen, StuySmarterAbbildung 4: Darstellung der RNA-Basen; Quelle: pharmawiki.ch

RNA-Typen

Es gibt verschiedene RNA-Typen, von denen sind folgende im Rahmen der Proteinbiosynthese wichtig:

  • mRNA (messenger RNA): Wie das Wort "messenger" bereits sagt, transportiert diese RNA die genetische Information aus dem Zellkern zu den Ribosomen, wo die Proteinbiosynthese stattfindet. Diese mRNA ist also der Informationsträger für den Bauplan zur Proteinherstellung.
  • tRNA (transfer RNA): Diese RNA transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen.
  • rRNA (ribosomale RNA): Sie haben strukturelle Aufgaben bei der Translation in der Proteinbiosynthese. Ribosome bestehen nämlich aus Proteinen und rRNA.

Struktur der RNA

Die RNA besteht meist nur aus einem Strang. Das liegt vor allem an ihrer Funktion in der Proteinbiosynthese. Sie transkribiert die DNA und wird anschließend in der Translation zur Synthese von Proteinen abgelesen. Es gibt trotzdem Bereiche in RNA-Ketten, die durch Faltung und intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen den Basen einen Doppelstrang ausbilden.

Die Stabilität des Doppelstrangs ist meist, durch Fehlpaarungen der Basen, eher schwach.

Hairpin Struktur RNA

Die Bereiche die "gepaart" sind besitzen an ihrem Ende jeweils kürzere ungepaarte Schleifen. Du kannst dir das so vorstellen, dass mehrere kurze Doppelstrangbereiche (auch als Stamm-Schleife-Strukturen bezeichnet) durch Einzelstrangbereiche voneinander getrennt sind. Die gepaarten Bereiche bezeichnet man als Sekundärstrukturen. Sie kommen besonders bei der tRNA (Kleeblattstruktur) und rRNA vor.

Diese Struktur mit ausgebildetem Doppelstrangbereich und einer einzelsträngigen Schleife wird auch als Haarnadel bzw. hairpin-Struktur bezeichnet. Diese Struktur wird ausgebildet, wenn ein doppelsträngiger Bereich einen ungepaarten Zwschenabschnitt einschließt. Du kannst dir so einen Hairpin wie folgt vorstellen:

Struktur der RNA, Hairpin Struktur, StudySmarterAbbildung 5: Darstellung der Hairpin Struktur der RNA; Quelle: wikipedia.de

Bei der mRNA kommen keine Sekundärstrukturen vor. Für ihre Funktion als Überträger der genetischen Information während der Translation wäre eine Faltung hinderlich, denn dadurch könnten die Informationen nicht abgelesen werden.

RNA-Länge und Struktur

Die verschiedenen RNA-Typen unterscheiden sich in ihrer Länge, Struktur und ihrer Funktion.

  • mRNA (messenger RNA): ihre Länge und Struktur hängt von dem entsprechenden DNA-Abschnitt ab, welcher transkribiert wird. Die primäre Base, die transkribiert wird, erhält eine sogenannte Cap-Struktur am 5'-Ende und einen sogenannten Poly-A-Schwanz am 3'-Ende.
  • tRNA (transfer RNA): Diese bestehen aus 65-110 Nukleotiden, die durch intramolekulare Basenpaarung eine kleeblattförmige Struktur ausbilden.
  • rRNA (ribosomale RNA): Hier gibt es RNAs in unterschiedlicher Längen, die die Untereinheit größerer Ribosomen bilden.

Unterschied RNA und DNA

Die RNA ähnelt in ihrem Aufbau der DNA. Es gibt allerdings einige wichtige Unterschiede, die wir dir nun näher erklären werden:

  • Der Name RNA stammt vom Zucker Ribose. Anders als die DNA, die 2-Desoxyribose als Zucker besitzt.
  • Die vier Basen der RNA sind Guanin, Cytosin, Adenin und Uracil. Die Base Thymin, die in der DNA vorkommt wird bei der RNA durch Uracil ersetzt.
  • Die RNA ist meistens einsträngig. Die DNA dagegen doppelsträngig.

Überblick zu Funktion, Basen und Struktur von DNA und RNA

DNARNA
FunktionSpeicherung der ErbinformationÜbertragung der genetischen Informationen der DNA (insbesondere mRNA)
BasenAdenin, Guanin, Cytosin, ThyminAdenin, Guanin, Cytosin, Uracil
StrukturDoppelhelixMeist Einzelstrang, doppelsträngige Abschnitte möglich

Synthese der RNA

Die RNA wird innerhalb der Transkription aus der DNA gebildet. Für jede RNA gibt es einen zugehörigen Abschnitt einer DNA, die den Bauplan angibt.

Der Ablauf

Zunächst dockt die RNA-Polymerase an die DNA an und liest diese ab. Stößt sie dabei auf eine Nukleotid-Sequenz der DNA, die Promotor genannt wird, trennt sie die DNA-Doppelhelix in zwei DNA-Einzelstränge auf.

Der Promotor dient als Initiator der Transkription. Er markiert den Startpunkt für die Transkription der DNA. Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor und startet den Vorgang der RNA Synthese.

Am codogenen Strang der DNA lagern sich nun durch Basenpaarung komplementäre Nukleotide an. Als codogener Strang wird der DNA-Einzelstrang bezeichnet, der bei der Transkription für die Synthese der RNA genutzt wird. Die Nukleotide binden sich aneinander und bilden dann den Strang der prä-RNA. Der Strang wird mithilfe der RNA-Prozessierung zu einer reifen RNA bearbeitet.

Übrigens: Die RNA-Synthese findet vom 5'→3' Ende statt, während die DNA vom 3' 5' Ende abgelesen wird. Ihre Synthese wird am DNA-Abschnitt beendet, der als Terminator bezeichnet wir

Cap-Struktur der RNA

Die Cap-Strukur ist ein chemische Veränderung der mRNA während die RNA-Polymerase die RNA synthetisiert. Hierbei wird ein modifiziertes Guanin-Nukleotid an das Kopfende der RNA angeknüpft. Das wird als "capping" bezeichnet. Die Cap-Struktur erhöht die Stabilität der RNA, ist wichtig für den Transport der RNA aus dem Zellkern ins Cytoplasma und spielt eine bedeutende Rolle bei der Initiation der Translation.

Abbau der RNA

Die RNA wird ständig neu gebildet. Wird sie nicht mehr gebraucht, wird sie abgebaut. Hierfür sind RNasen (Ribonukleasen) zuständig, die die RNAs zerlegen. Sie trennen die Verbindung zwischen den Zuckermolekülen und bilden Monomere, die zur erneuten Bildung von RNA verwendet werden können.

Monomere sind niedermolekulare, reaktionsfähige chemische Verbindungen, die im Einzelzustand vorliegen. Sie haben reaktionsfreudige Gruppen- oder Doppelbindungen, die Polymere bilden können. Polymere sind Stoffe, die aus Makromolekülen bestehen. Sie sind aus gleichen molekularen Bausteinen zusammengesetzt ist.

Zeitpunkt des RNA Abbaus

Die Länge des Poly-A-Schwanzes bestimmt, wann eine RNA abgebaut werden soll, denn dieser verkürzt sich mit der Zeit. Das bedeutet, dass je länger die RNA in einer Zelle ist, umso kürzer wird der Poly-A-Schwanz. Die RNase erkennt die Länge des Poly-A-Schwanzes. Ist dieser kürzer als ein bestimmter kritischer Wert, beginnt die RNase den Abbau der RNA.

Der Poly-A-Schwanz ist eine charakteristische Struktur, die sich am 3'-Ende der mRNA befindet. Sie beeinflusst, wie die Cap-Struktur auch, die Stabilität der RNA und Effizienz der Translation.

Der Poly-A-Schwanz wird übrigens als posttranskriptionale Modifikation an die prä-RNA im Rahmen der Prozessierung angehängt. Das wird auch als Polyadenylierung bezeichnet.

Ort des RNA Abbaus

Der Abbau der RNA findet in sogenannten Processing-Bodies („P-Bodies“) statt. Diese sind reich an Proteinen, wie z.B. die RNAsenen, die für den Abbau der RNA zuständig sind.

Struktur der RNA - Das Wichtigste

  • Die RNA ist ein Strang aus Nukleotiden und übernimmt verschiedene Funktionen bei der Transkription und Translation. Im Gegensatz zur DNA ist die RNA einsträngig.

  • Ein Nukleotid der RNA besteht aus einem Phosphatsäurerest, einem Zuckermolekül (der Ribose) und einer organischen Base.

  • Die Basen der RNA sind Guanin, Cytosin, Adenin und Uracil.

  • Es gibt verschiedene RNA-Typen: die mRNA, tRNA und die rRNA.

  • Die RNA wird aus der DNA gebildet. Der DNA-Doppelhelix wird in zwei Einzelstränge aufgetrennt. Am codogenen Strang lagern sich komplementäre Nukleotide an, die den Strang der RNA bilden.

  • Die RNA wird abgebaut durch RNasen. Der Beginn des Abbaus hängt von der Länge des Poly-A-Schwanzes ab und läuft innerhalb der Processing-Bodies („P-Bodies“) ab.

RNA Struktur

Es gibt Bereiche der RNA-Ketten (z.B. bei tRNA und rRNA), die durch Faltung und intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen den Basen einen Doppelstrang ausbilden können. Diese Bereiche sind oft kurz und durch Fehlpaarung der Basen sehr instabil. Die mRNA bildet keinen Doppelhelix aus, da das für ihre Funktion als Überträger der genetischen Information hinderlich wäre.

In ihrer chemischen Struktur weist RNA den Zucker Ribose und die DNA die 2-Desoxyribose auf. Darüberhinaus sind die Basen der RNA: Guanin, Cytosin, Adenin und Uracil. In der DNA ersetzt Thymin das Uracil.

Die RNA (Ribonukleinsäure) besteht, wie die DNA, aus einem Strang aus Nukleotiden. Die Nukleotide einer RNA bestehen aus einem Phosphatsäurerest, einem Zuckermolekül (der Ribose) und einer organischen Base. Die Ribose ist eine Pentose: ein Zucker aus fünf C-Atomen. Die Basen können Adenin, Cytosin, Guanin oder Uracil sein. 

Die RNA ist einsträngig, weil sie vor allem Funktionen in der Proteinbiosynthese übernimmt. Sie transkribiert die DNA und wird anschließend in der Translation zur Synthese von Proteinen abgelesen. Dieser Vorgang funktioniert dadurch sehr effektiv, weil die RNA einsträngig ist und komplementär zu den Basen der DNA.  

Finales RNA Struktur Quiz

Frage

Was ist die RNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Die RNA (Ribonukleinsäure) ist wie DNA ein Strang der aus Nukleotiden besteht. Sie ist besonders wichtig bei der Proteinbiosynthese, bei der Transkription und Translation. Hier wird die RNA auf Grundlage der Information von der DNA hergestellt um verschiedene Funktionen zu übernehmen. 


Frage anzeigen

Frage

Welche Typen von RNA gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

Es gibt die mRNA, tRNA und rRNA.

Frage anzeigen

Frage

Was macht die mRNA? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die mRNA (messenger RNA) transportiert die genetische Information aus dem Zellkern zu den Ribosomen, wo die Proteinbiosynthese stattfindet. 

Frage anzeigen

Frage

Was macht die tRNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Die tRNA (transfer RNA) transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen.

Frage anzeigen

Frage

Was macht die rRNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Die rRNA (ribosomale RNA) macht den Großteil der Ribosomen aus.

Frage anzeigen

Frage

​Nenne die Wesentlichen Unterschiede zwischen RNA und DNA

Antwort anzeigen

Antwort

  • Der Name RNA stammt vom Zucker Ribose. Die DNA besitzt eine 2-Desoxyribose als Zucke. 
  • Die vier Basen der RNA sind Guanin, Cytosin, Adenin und Uracil. Die Base Thymin, die in der DNA vorkommt wird bei der RNA durch Uracil ersetzt. 
  • Die RNA ist meistens einstrangig, die DNA dagegen doppelstrangig.
Frage anzeigen

Frage

Wie sind Nukleotide der RNA aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Nukleotide einer RNA bestehen aus einem Phosphatsäurerest, einem Zuckermolekül (der Ribose) und einer organischen Base. 


Frage anzeigen

Frage

Warum ist die RNA meist einstrangig?

Antwort anzeigen

Antwort

Das liegt vor allem an ihrer Funktion in der Proteinbiosynthese. Sie transkribiert die DNA und wird anschließend in der Translation zur Synthese von Proteinen abgelesen. Dieser Vorgang funktioniert dadurch sehr effektiv, weil RNA einsträngig ist und komplementär zu den Basen der DNA.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Ribose?

Antwort anzeigen

Antwort

Ribose heißt, dass sie aus einer sogenannten Pentose besteht. Das ist ein fünffacher Zucker - der also fünf C-Atome besitzt.

Frage anzeigen

Frage

Woran ist die Ribose der RNA gebunden?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Ribose der RNA ist mit der der DNA gleich, bis auf eine Hydroxygruppe (OH- Gruppe) statt eines Wasserstoff-Atoms (H- Atom). Diese ist an der  2'-Position der Ribose gebunden. 

Frage anzeigen

Frage

Welche sind die Basen der RNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Folgende Basen kommen in der RNA vor: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil.


Frage anzeigen

Frage

​Welche Base der DNA ersetzt Uracil in der RNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Uracil ersetzt Thymin der DNA als komplentäre Base zu Adenin.

Frage anzeigen

Frage

Wie wird RNA synthetisiert?

Antwort anzeigen

Antwort

Die RNA wird aus der DNA gebildet. 

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe kurz den Prozess der Synthese der RNA.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Zunächst setzt sich das RNA-Polymerase an die DNA und liest diese ab. Stößt sie dabei auf eine Nukleotid-Sequenz der DNA, die Promotor genannt wird, trennt sie DNA-Doppelhelix in zwei DNA-Einzelstränge auf. 
  • Der Promotor dient als Iniator der Transkription. Am codogenen Strang der DNA lagern sich nun durch Basenpaarung komplentäre Nukleotide der RNA. Die Nukleotide lagern sich aneinander und bilden einen Strang. 
  • Die Synthese der RNA wird an einem DNA-Abschnitt beendet, der Terminator genannt wird. 
Frage anzeigen

Frage

Wie wird die RNA abgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Da RNA wird abgebaut wenn sie nicht mehr benötigt wird, durch die RNAsen. 

Frage anzeigen

Frage

Was sind RNasen?

Antwort anzeigen

Antwort

RNasen sind Enzyme, die die Verbindung zwischen den Zuckermoleküle der RNA trennen und Monomere bilden, die zur erneuten Bildung von RNA verwendet werden können.

Frage anzeigen

Frage

Was bestimmt wann eine RNA abgebaut werden soll?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Länge des Poly-A-Schwanzes bestimmt, wann eine RNA abgebaut werden soll, denn dieser verkürzt sich mit der Zeit.

Frage anzeigen

Frage

​Wo findet der Abbau der RNA statt?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Abbau der RNA findet in sogenannte Processing-Bodies („P-Bodies“) statt. Diese sind reich an Proteinen, wie z.B. die RNAsenen, die am Abbau der RNA beteiligt sind.

Frage anzeigen

Frage

Zu welcher Base ist Uracil komplementär?

Antwort anzeigen

Antwort

Adenin

Frage anzeigen

Frage

Welche Base ersetzt Uracil in der DNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Thymin

Frage anzeigen

Frage

In welcher Form wird Uracil in eine RNA eingebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Uracil muss sich zum Einbau in die RNA in einem Nukleotid befinden.

Frage anzeigen

Frage

Wie können DNA und RNA unter anderem voneinander unterschieden werden?

Antwort anzeigen

Antwort

RNA hat Uracil verbaut, DNA stattdessen Thymin.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die RNA Polymerase?

Antwort anzeigen

Antwort

Die RNA Polymerase ist ein Enzym, das Nukleotide zu einem RNA Strang verknüpft. Dafür nimmt sie einen DNA Strang als Vorlage.

Frage anzeigen

Frage

Als was kann Uracil eingeordnet werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Pyrimidin-Base

Frage anzeigen

Frage

Wie ist ein Uracil aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Uracil besteht aus einem Pyrimidinring mit Resten.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele Wasserstoffbrücken bilden sich zwischen Uracil und seiner komplementären Base?

Antwort anzeigen

Antwort

zwei

Frage anzeigen

Frage

Wie gewinnt der Körper meistens Uracil?

Antwort anzeigen

Antwort

Uracil wird vor allem durch Wiederverwertung pyrimidinhaltiger Moleküle und Proteine gewonnen.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert, wenn Uracil mit Wasser reagiert?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Uracil mutiert zu Cytosin.

Frage anzeigen

Frage

Wieso werden u. a. Uracil-haltige Medikamente gegen Krebs verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

  • in Kombination mit Tegafur: verhindert Abbau des Anti-Krebs-Mittels
  • in Kombination mit Fluor: hindert die RNA Polymerase an Transkription
Frage anzeigen

Frage

Wie ist ein Nukleotid aufgebaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Nukleotid besteht aus einer Base, einem Zucker und einem Phosphatrest

Frage anzeigen

Frage

In welche Richtungen agiert die RNA Polymerase?

Antwort anzeigen

Antwort

Fährt DNA von 3' in 5' Richtung ab, um RNA von 5' in 3' Richtung zusammenzusetzen. 

Frage anzeigen

Frage

Wodurch entsteht ein RNA Doppelstrang?

Antwort anzeigen

Antwort

Komplementäre Basen in den Einzelsträngen bilden Wasserstoffbrücken zwischen sich aus.

Frage anzeigen

Frage

Welche Bindung entsteht zwischen Nukleotiden bei ihrer Verknüpfung zu einem Einzelstrang?

Antwort anzeigen

Antwort

Es entsteht eine Phosphodiesterbindung.

Frage anzeigen
60%

der Nutzer schaffen das RNA Struktur Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.