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Transkription

Frage

Erläutere den Vorgang bei der Transkription.

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Antwort

• RNA-Polymerase (Transkriptase) erkennt Promotor (Startstelle am

Anfang des Gens) → heftet sich dort an DNA an.

• RNA-Polymerase entwindet und öffnet DNA-Doppelstrang.

• Codogener Strang wird vom 3ꞌ- zum 5ꞌ-Ende abgelesen.

• RNA-Nukleotide lagern sich entsprechend der komplementären Basenpaarung an codogenen Strang an. Mit Adenin paart sich Uracil (statt Thymin).

• Verknüpfung der RNA-Nukleotide erfolgt in 5ꞌ → 3ꞌ-Richtung.

• Wenn RNA-Polymerase Stoppstelle (Terminator) am Ende des Gens erreicht, löst sie sich von DNA und gibt mRNA frei.

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Was beschreibt die Proteinbiosynthese?

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Sie beschreibt wie anhand der Basenfolge der DNA ein Protein entsteht

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Aus welchen Phasen besteht die Proteinbiosynthese?

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  • Sie besteht aus zwei Phasen:
  • Transkription, das „Umschreiben“ der genetischen Information in ihre Transportform und 
  • Translation, das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins
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Was ist die Transkription?

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Die Transkription ist das „Umschreiben“ der DNA in ihre Transportform, die mRNA (messenger-RNA)

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Wofür ist die Transkription nötig?

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  • Sie ist nötig, da direkt an der DNA keine Proteine synthetisiert werden können
  • Die Information der DNA wird also auf die mRNA kopiert und kann somit transportiert werden
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Was ist der Unterschied zwischen Replikation und Transkription?

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bei der Replikation entsteht eine Kopie des DNA-Doppelstrangs, während bei der Transkription ein RNA-Einzelstrang entsteht

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Was passiert in den ersten 3 Schritten einer Transkription?

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  1. Das Enzym RNA-Polymerase heftet sich an einer bestimmten Basensequenz, die Promotor genannt wird, an die DNA an
  2. Der DNA-Doppelstrang wird von der RNA-Polymerase entwunden und geöffnet
  3. Der codogene Strang wird in 3‘ 🡪 5‘-Richtung abgelesen. Der Promotor gibt an, welcher der beiden DNA-Stränge der codogene ist und in welche Richtung abgelesen wird
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Was passiert in Schritt 4?

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  • Die RNA-Polymerase verknüpft die RNA-Bausteine ATP, GTP, CTP und UTP miteinander
  • Diese Bausteine sind Nukleosidtriphosphate, die jeweils eine der Nukleinbasen der RNA enthalten: Adenin, Guanin, Cytosin oder Uracil
  • Diese „Bausteine“ der RNA werden komplementär zum codogenen Strang der DNA miteinander verknüpft
  • Beim Verknüpfen werden zwei Phosphatgruppen (Pyrophosphat) abgespalten. So entsteht ein RNA-Strang, dessen Abfolge von Basen der Sequenz des sogenannten Codestrangs in 5‘ 🡪 3‘-Richtung gleicht. Die Ausnahme ist dabei, dass in der RNA die Base Uracil anstelle von Thymin vorkommt
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Frage

Was passiert im letzten Schritt?

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  • An einer bestimmten Basensequenz, die Terminator genannt wird, löst sich die RNA-Polymerase von der DNA
  • Die Transkription ist nun abgeschlossen
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Wie läuft die Transkription bei Prokaryoten ab?

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  • Bei Prokaryoten kann die Translation direkt im Anschluss an die Transkription stattfinden
  • Da Prokaryoten keinen Zellkern haben, muss die mRNA nicht erst aus dem Zellkern transportiert werden
  • Die Translation kann sogar schon beginnen, bevor die Transkription abgeschlossen ist. Ein mRNA-Strang enthält bei Prokaryoten mehrere Gene
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Wie erfolgt die Transkription bei Eukaryoten?

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  • Bei Eukaryoten kann die Translation nicht unmittelbar nach der Transkription beginnen
  • Gene von Eukaryoten bestehen abwechselnd aus Exons und Introns
  • Exons sind codierende Genabschnitte, während Introns keine Information für die Bildung eines Proteins enthalten
  • Diese Gene, die aus Exons und Introns bestehen, nennt man Mosaikgene
  • Bei der Transkription wird das ganze Gen abgelesen und die sogenannte prä-mRNA entsteht
  • Danach findet die sogenannte Prozessierung statt, deren Ergebnis die mRNA ist, die nur noch aus Exons besteht
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Wie sieht die Prozessierung aus?

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Die Prozessierung besteht aus drei Vorgängen:

  1. Ein spezielles Nukleotid, die sogenannte Kappe, wird an das 5‘-Ende der prä-mRNA angefügt. Sie schützt die RNA vor enzymatischem Abbau
  2. Spleißen: Die Introns werden aus der prä-mRNA geschnitten und die Exons werden durch Enzyme miteinander verbunden
  3. Ein Poly-Adenin-Schwanz, bestehend aus 100 bis 200 Adenin-Nukleotiden, wird an das 3‘-Ende der prä-mRNA angehängt. Er verhindert, dass sich mehrere RNA-Stränge miteinander verbinden
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