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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. Die RNA hat essenzielle Funktionen: ProteinbiosyntheseTranskription TranslationDie RNA ist besonders wichtig bei der Proteinbiosynthese, genauer gesagt bei…
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Jetzt kostenlos anmeldenDie 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.
Die RNA hat essenzielle Funktionen:
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.
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:
Abbildung 1: Aufbau eines Nukleotids; Quelle: wikipedia.de
Folgende Strukturen der RNA unterscheiden sich von der DNA:
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:
Abbildung 2: Darstellung der Ribose; Quelle: pharmawiki.ch
Abbildung 3: Darstellung der Desoxyribose; Quelle: u-helmich.de
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.
Abbildung 4: Darstellung der RNA-Basen; Quelle: pharmawiki.ch
Es gibt verschiedene RNA-Typen, von denen sind folgende im Rahmen der Proteinbiosynthese wichtig:
Die RNA besteht meist nur aus einem Strang. Das liegt vorwiegend 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.
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:
Abbildung 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.
Die verschiedenen RNA-Typen unterscheiden sich in ihrer Länge, Struktur und ihrer Funktion.
Die RNA ähnelt in ihrem Aufbau der DNA. Es gibt allerdings einige wichtige Unterschiede, die wir dir nun näher erklären werden:
DNA | RNA | |
Funktion | Speicherung der Erbinformation | Übertragung der genetischen Informationen der DNA (insbesondere mRNA) |
Basen | Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin | Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil |
Struktur | Doppelhelix | Meist Einzelstrang, doppelsträngige Abschnitte möglich |
Die RNA wird innerhalb der Transkription aus der DNA gebildet. Für jede RNA gibt es einen zugehörigen Abschnitt einer DNA, die den Bauplan angibt.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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