Transkription und RNA Prozessierung

Transkription und RNA Prozessierung Übung

• Gib an, welche Aussage zur Transkription passt.

  Tipps

  Die Transkription findet bei Eukaryoten vor der Translation im Zellkern statt.

  Lösung

  Bei der Proteinbiosynthese werden die genetischen Informationen, die in der DNA gespeichert sind, in eine bestimmte Reihenfolge von Aminosäuren übersetzt. Aus dieser Aminosäurekette entsteht schließlich ein Protein, das im Körper eine ganz bestimmte Aufgabe übernimmt.

  Die Proteinbiosynthese gliedert sich bei Eukaryoten in zwei Schritte:

  1.$~$die Transkription und RNA-Prozessierung und

  2.$~$die Translation.

• Beschreibe die Transkription im Rahmen der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten.

  Tipps

  Das „m“ in der mRNA kommt vom englischen Wort „messenger“. Es bedeutet übersetzt „Bote“.

  Lösung

  Die DNA, die die genetische Information speichert, befindet sich im Zellkern. Die eigentliche Proteinsynthese, also die Translation, findet im Zytoplasma statt.

  Die DNA muss zunächst umgeschrieben und ins Zytoplasma transportiert werden. Dazu wird bei der Transkription eine RNA synthetisiert, die die Information überbringt.

  Diese RNA wird auch als mRNA bezeichnet. Die DNA bleibt geschützt im Zellkern, die RNA dient der Übermittlung der Informationen.

• Erkläre die einzelnen Schritte der Transkription bei Eukaryoten.

  Tipps

  Die RNA-Polymerase ist ein Enzym, das die Transkription katalysiert.

  Der Promotor ist eine bestimmte Stelle auf der DNA, die wie ein Startsignal für die Transkription wirkt.

  Zwei Antworten sind falsch und bleiben übrig.

  Lösung

  Zu Beginn der Transkription bindet die RNA-Polymerase unter Vermittlung sogenannter Transkriptionsfaktoren an die Startsequenz der DNA, den sogenannten Promotor. Das ist die Initiation.

  Während die RNA-Polymerase an der DNA entlangwandert, wird die Doppelhelix entwunden. Das Enzym liest den Matrizenstrang in 3'-5'-Richtung ab und baut in 5'-3'-Richtung einen passenden RNA-Strang auf. Das ist die Elongation.

  Eine Terminatorsequenz zeigt das Ende der Transkriptionseinheit an. Die RNA-Polymerase löst sich von der DNA. Das ist die Termination.

• Stelle die Schritte der RNA-Prozessierung bei Eukaryoten dar.

  Tipps

  Die prä-mRNA enthält nicht-codierende Abschnitte. Sie liegen zwischen den für die Proteine codierenden Abschnitten:
  

  • Codierende Abschnitte: Exons
  • Nicht codierende Abschnitte: Introns

  Die RNA-Prozessierung beginnt mit der Modifikation der beiden Enden der prä-mRNA.

  Lösung

  Jede prä-mRNA enthält nach der Transkription nicht-codierende Abschnitte. Sie liegen zwischen den für die Proteine codierenden Abschnitten. Die codierenden Abschnitte werden als Exons, die nicht-codierenden als Introns bezeichnet. Die DNA und somit auch die RNA aller Eukaryoten enthalten Exons und Introns.
  
  Bei der Transkription wird zunächst die gesamte Basensequenz eines Gens in eine komplementäre RNA-Basensequenz transkribiert. So entsteht eine prä-mRNA.
  
  Die RNA-Prozessierung beginnt mit der Modifikation der beiden Enden der prä-mRNA. Das 5'-Ende wird durch eine Cap-Struktur und das 3'-Ende durch einen Poly-A-Schwanz modifiziert. So kann die RNA später geschützt vor enzymatischem Abbau aus dem Zellkern transportiert werden.
  
  Anschließend schneiden spezielle Enzyme die Introns aus der prä-mRNA heraus und verbinden die Exons zu einem kontinuierlichen RNA-Molekül. Sie binden an einer Erkennungssequenz der prä-mRNA und trennen diese auf. Der Vorgang geschieht noch im Zellkern und wird Spleißen genannt.
  
  Die reife mRNA wandert zu den Poren des Zellkerns und gelangt so ins Zytoplasma.

• Bestimme, wo die Transkription bei Eukaryoten stattfindet.

  Tipps

  Bei Eukaryoten wird die DNA im Zellkern umgeschrieben.

  Lösung

  Bei Eukaryoten befindet sich die DNA mit der genetischen Information in Form einer spezifischen Basensequenz im Zellkern. Die eigentliche Proteinsynthese (Translation) findet allerdings im Zytoplamsa statt.

  Die DNA muss zunächst umgeschrieben und ins Zytoplasma transportiert werden. Dazu wird bei der Transkription im Zellkern eine RNA synthetisiert, die die Informationen überbringt.

• Unterscheide die Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten.

  Tipps

  Transkription und Translation können bei Prokaryoten zeitgleich ablaufen.

  Eukaryotische Gene setzen sich aus codierenden und nicht codierenden Abschnitten zusammen.

  Lösung

  Bei Prokaryoten wie beispielsweise Bakterien liegt die DNA frei im Zytoplasma. Deshalb können Transkription und Translation auch gleichzeitig ablaufen. Eukaryoten dagegen haben einen Zellkern. Dort wird zuerst eine prä-mRNA hergestellt, die vor der Translation noch bearbeitet werden muss.
  
  Folgende Aussagen sind der Proteinbiosynthese der Prokaryoten zuzuordnen:
  

  • Die Transkription findet im Zytoplasma statt.
  • Während die mRNA noch geschrieben wird, kann die Proteinsynthese schon beginnen.

  
  
  Folgende Aussagen sind der Proteinbiosynthese der Eukaryoten zuzuordnen:
  

  • Zur Translation wird die reife mRNA ins Zytoplasma transportiert.
  • Die prä-mRNA muss zunächst modifiziert werden, um eine reife mRNA herzustellen.
  • Zur Reifung der prä-mRNA gehört beispielsweise das Herausschneiden der Introns.