RNA

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In diesem Artikel geht es um die RNA (Ribonukleinsäure). Wir erklären dir, wie sie aufgebaut ist, was sie von der DNA unterscheidet, und welchen Zweck die RNA erfüllt. Dieser Artikel gehört zum Fach Biologie und erweitert das Thema Genetik.


Aufbau der RNA


Da die RNA (Ribonukleinsäure) ähnlich wie die DNA ein Polynukleotid-Strang ist, lässt sich der Aufbau der RNA am besten im Vergleich mit der DNA darstellen. Falls du dein Wissen vorher auffrischen möchtest, findest du auf StudySmarter einen Artikel zum DNA Aufbau.


Der Aufbau der RNA ist also dem der DNA sehr ähnlich, es gibt jedoch einige bedeutende Unterschiede, die die RNA auszeichnen:


  • Der Zucker der RNA ist Ribose (→ Ribonukleinsäure)


  • Anstatt der Base Thymin enthält die RNA die Base Uracil. Uracil paart sich wie Thymin mit Adenin.


  • Die RNA liegt als Einzelstrang vor und ist deutlich kürzer als die DNA. Die RNA kann sich abschnittsweise mit sich selbst komplementär paaren, so entstehen schlaufen- oder kleeblattähnliche Sekundärstrukturen (Intrastrangpaarung).

Die RNA tritt in drei Formen auf: Ribosomale RNA (rRNA), messenger-RNA (mRNA) oder Träger-RNA (tRNA)



Abb. 1: Ausschnitt aus einem Polynukleotidstrang der DNA bzw. RNA

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 63


Die Abbildung stellt den Aufbau eines Polynukleotidstrangs der DNA bzw. RNA dar. Der grundlegende Aufbau eines Stranges (Primärstruktur) der DNA/RNA ist also gleich, die Unterschiede liegen lediglich in den oben genannten Punkten.




Funktion der RNA


Die RNA ist in den drei Formen mRNA, rRNA und tRNA von zentraler Bedeutung für die Proteinbiosynthese. Sie spielt bei Transkription und Translation eine wichtige Rolle.


IMPORTANT TO KNOW

Genauere Informationen zum Ablauf von Transkription und Translation findest du in unseren verlinkten Artikeln.



Was ist die mRNA?


Bei der Transkription wird ein RNA-Einzelstrang, die mRNA, synthetisiert. Dabei wird die genetische Information von der DNA auf die mRNA übertragen. Die mRNA kann nun die genetische Information der DNA transportieren. Daher kommt auch der Name messenger-RNA.


Bei Eukaryoten enthält ein mRNA-Strang genau ein Gen, bei Prokaryoten enthält er mehrere. 

Am mRNA-Strang kann nach der Transkription nun die Translation stattfinden. Hierbei wird die genetische Information genutzt, um ein Protein zu synthetisieren.


Bei Eukaryoten muss die mRNA dazu den Zellkern verlassen, die Translation findet im Cytoplasma statt. Prokaryoten haben keinen Zellkern, daher findet die Translation direkt im Anschluss an die Transkription statt. Bei der Translation wird die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins „übersetzt“. 

Jedes Basentriplett (auch Codon genannt) der mRNA bildet dazu den Code für eine bestimmte Aminosäure (siehe: Codesonne).



Abb. 2: Umsetzung genetischer Information

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S. 71



Funktion der RNA – rRNA


Die Translation findet an den sogenannten Ribosomen statt. Diese bestehen zu zwei Dritteln aus rRNA und zu einem Drittel aus Proteinen. Damit die Translation schnell und effektiv abläuft, besetzen mehrere Ribosomen die mRNA. Diese Ribosomengruppen an der mRNA bezeichnet man als Polysomen. Ein Ribosom, das sich an die mRNA angeheftet hat, besitzt zwei Bindestellen für die tRNA.




Funktion der RNA – tRNA


Die tRNA ist der „Vermittler“ zwischen Codon (Basentriplett der mRNA) und Aminosäure. Dazu hat sie eine Bindestelle für eine Aminosäure und ein Anticodon. Dieses Anticodon ist komplementär zu dem Codon der mRNA, das für die an die tRNA gebundene Aminosäure codiert. So transportiert die tRNA passende Aminosäuren zum an die mRNA angehefteten Ribosom. 



Abb. 3: Schematische Darstellung einer tRNA

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.73 


Das Enzym Synthetase sorgt für die „Beladung“ der tRNA mit der passenden Aminosäure. Die tRNA hat eine spezifische, kleeblattähnliche Tertiärstruktur (s. Abb. 3), die von der Synthetase erkannt wird. Da es 20 verschiedene Aminosäuren gibt und ein Synthetase-Molekül nur eine dieser Aminosäuren erkennen kann, gibt es 20 verschiedene Formen der Synthetase. Die Beladung der tRNA mit einer Aminosäure läuft in zwei Schritten ab: Zuerst bindet die Synthetase eine Aminosäure und und ein Molekül ATP (Adenosintriphosphat) an sich. Durch eine Rektion zwischen ATP und Aminosäure wird die Aminosäure aktiviert. Dann lagert sich die tRNA an die Synthese an und wird mit der Aminosäure verknüpft. Nun ist die tRNA beladen und kann ihren Teil zur Translation beitragen.


Die Funktion von mRNA, rRNA (als Teil der Ribosomen) und tRNA siehst du im Schema der Translation noch einmal bildlich dargestellt:


Abb. 4: Translation

aus: STARK: AbiturSkript - Biologie – Bayern, S. 21




Das Wichtigste zur RNA auf einen Blick!


  • Die RNA (Ribonukleinsäre) ist ein bedeutender Bestandteil von Transkription und Translation


  • Sie ist der DNA sehr ähnlich aufgebaut, jedoch enthält die RNA den Zucker Ribose, die Base Uracil anstatt Thymin, ist wesentlich kürzer als die DNA und tritt als Einzelstrang auf


  • Die RNA kommt als messenger-RNA (mRNA), Träger-RNA (tRNA) und ribosomale RNA (rRNA) vor


  • Jede Form der RNA übt während der Proteinbiosynthese ihre eigene Funktion aus: mRNA transportiert die genetische Information, tRNA liefert die Aminosäuren zum Ort der Translation und Ribosomen, die unter anderem aus rRNA bestehen, bilden die Verbindung zwischen mRNA und tRNA


Fertig! Nun kennst du den Aufbau und die Funktion der RNA (Ribonukleinsäure). Dies ist aber natürlich nur ein kleiner, wenn auch wichtiger Teil der Genetik. Weitere Artikel wie diesen, sowie Übungsaufgaben und hilfreiche Literatur zu diesem und vielen anderen Themen findest du auf StudySmarter.


Finales RNA Quiz

Frage

Wem ist der Aufbau der RNA ähnlich?

Antwort anzeigen

Antwort

ähnlich wie die DNA ein Polynukleotidstrang

Frage anzeigen

Frage

Welche Unterschiede gibt es beim Aufbau der RNA und DNA?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Der Zucker der RNA ist Ribose (🡪 Ribonukleinsäure)
  • Anstatt der Base Thymin enthält die RNA die Base Uracil. Uracil paart sich wie Thymin mit Adenin.
  • Die RNA liegt als Einzelstrang vor und ist deutlich kürzer als die DNA. Die RNA kann sich abschnittsweise mit sich selbst komplementär paaren, so entstehen schlaufen- oder kleeblattähnliche Sekundärstrukturen (Intrastrangpaarung)
  • Die RNA tritt in drei Formen auf: Ribosomale RNA (rRNA), messenger-RNA (mRNA) oder Träger-RNA (tRNA)


Frage anzeigen

Frage

Wo spielt die RNA eine wichtige Rolle?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die RNA ist in den drei Formen mRNA, rRNA und tRNA von zentraler Bedeutung für die Proteinbiosynthese
  • Sie spielt bei Transkription und Translation eine wichtige Rolle
Frage anzeigen

Frage

Woher kommt der Name messenger-RNA?

Antwort anzeigen

Antwort

Die mRNA transportiert die genetische Information der DNA

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Funktion der RNA – mRNA?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Bei der Transkription wird ein RNA-Einzelstrang, die mRNA, synthetisiert
  • Dabei wird die genetische Information von der DNA auf die mRNA übertragen
Frage anzeigen

Frage

Was ist die Funktion der RNA – rRNA?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Translation findet an den sogenannten Ribosomen statt
  • Diese bestehen zu zwei Dritteln aus rRNA und zu einem Drittel aus Proteinen
  • Damit die Translation schnell und effektiv abläuft, besetzen mehrere Ribosomen die mRNA
  • Diese Ribosomengruppen an der mRNA bezeichnet man als Polysomen
  • Ein Ribosom, das sich an die mRNA angeheftet hat, besitzt zwei Bindestellen für die tRNA
Frage anzeigen

Frage

Was ist die Funktion der RNA – tRNA?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die tRNA ist der „Vermittler“ zwischen Codon (Basentriplett der mRNA) und Aminosäure
  • Dazu hat sie eine Bindestelle für eine Aminosäure und ein Anticodon
  • Dieses Anticodon ist komplementär zu dem Codon der mRNA, das für die an die tRNA gebundene Aminosäure codiert
  • So transportiert die tRNA passende Aminosäuren zum an die mRNA angehefteten Ribosom
Frage anzeigen

Frage

Wofür sorgt das Enzym Synthetase?

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Antwort

sorgt für die „Beladung“ der tRNA mit der passenden Aminosäure

Frage anzeigen

Frage

Warum gibt es 20 verschiedene Formen der Synthetase?

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Antwort

 Da es 20 verschiedene Aminosäuren gibt und ein Synthetase-Molekül nur eine dieser Aminosäuren erkennen kann

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft die Beladung der tRNA mit einer Aminosäure ab?

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Antwort

  • läuft in zwei Schritten ab: Zuerst bindet die Synthetase eine Aminosäure und und ein Molekül ATP (Adenosintriphosphat) an sich
  • Durch eine Rektion zwischen ATP und Aminosäure wird die Aminosäure aktiviert
  • Dann lagert sich die tRNA an die Synthese an und wird mit der Aminosäure verknüpft
  • Nun ist die tRNA beladen und kann ihren Teil zur Translation beitragen
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