Grenzenlose Biologie
Das zentrale Dogma: DNA kodiert RNA und RNA kodiert Protein
Das zentrale Dogma beschreibt den Fluss genetischer Informationen von DNA zu RNA zu Protein.
Lernziele
Erinnern Sie sich an das zentrale Dogma der Biologie
Wichtige Erkenntnisse
Wichtige Punkte
- Der genetische Code ist entartet, weil 64 Codons nur 22 Aminosäuren codieren.
- Der genetische Code ist universell, weil er unter allen Organismen gleich ist.
- Replikation ist der Prozess des Kopierens eines DNA-Moleküls.
- Transkription ist der Prozess des Umwandelns einer bestimmten DNA-Sequenz in RNA.
- Translation ist der Prozess, bei dem ein Ribosom mRNA in a decodiert Protein.
Schlüsselbegriffe
- Codon: Eine Sequenz von drei benachbarten Nukleotiden, die während der Proteinsynthese oder -translation
für eine bestimmte Aminosäure kodieren
Die Der genetische Code ist entartet und universell.
Der genetische Code ist entartet, da 64 mögliche Nukleotidtripletts (43) vorhanden sind, was weit mehr als die Anzahl der Aminosäuren ist. Diese Nukleotidtripletts werden Codons genannt; Sie weisen die Addition einer bestimmten Aminosäure an eine Polypeptidkette an. Einundsechzig der Codons codieren zwanzig verschiedene Aminosäuren. Die meisten dieser Aminosäuren können von mehr als einem Codon codiert werden. Drei der 64 Codons beenden die Proteinsynthese und setzen das Polypeptid aus der Translationsmaschinerie frei. Diese Tripletts werden Stopcodons genannt. Das Stopcodon UGA wird manchmal verwendet, um eine 21. Aminosäure namens Selenocystein (Sec) zu codieren, jedoch nur, wenn die mRNA zusätzlich eine spezifische Sequenz von Nukleotiden enthält, die als Selenocystein-Insertionssequenz (SECIS) bezeichnet wird. Das Stopcodon UAG wird manchmal von einigen Arten von Mikroorganismen verwendet, um eine 22. Aminosäure namens Pyrrolysin (Pyl) zu codieren. Das Codon AUG hat auch eine spezielle Funktion. Zusätzlich zur Spezifizierung der Aminosäure Methionin dient es auch als Startcodon, um die Translation zu initiieren. Der Leserahmen für die Übersetzung wird durch das AUG-Startcodon festgelegt.
Der genetische Code ist universell. Mit wenigen Ausnahmen verwenden praktisch alle Arten den gleichen genetischen Code für die Proteinsynthese. Die universelle Natur des genetischen Codes ist ein starker Beweis dafür, dass alles Leben auf der Erde einen gemeinsamen Ursprung hat.
Codons und der universelle genetische Code: Der genetische Code zum Übersetzen jedes Nukleotidtripletts (Codons) in mRNA in eine Aminosäure oder ein Translationsterminationssignal.
Das zentrale Dogma: DNA kodiert RNA, RNA kodiert Protein
Das zentrale Dogma: Anweisungen zur DNA werden auf Messenger-RNA transkribiert. Ribosomen können die genetische Information lesen, die in einen Strang der Messenger-RNA eingeschrieben ist, und diese Information verwenden, um Aminosäuren zu einem Protein zusammenzufügen.
Das zentrale Dogma der Molekularbiologie beschreibt der Fluss der genetischen Information in Zellen von DNA zu Messenger-RNA (mRNA) zu Protein. Es besagt, dass Gene die Sequenz von mRNA-Molekülen spezifizieren, die wiederum die Sequenz von Proteinen spezifizieren. Da die in der DNA gespeicherten Informationen für die Zellfunktion so zentral sind, schützt die Zelle die DNA und kopiert sie in Form von RNA. Ein Enzym fügt dem mRNA-Strang für jedes Nukleotid, das es im DNA-Strang liest, ein Nukleotid hinzu. Die Übersetzung dieser Informationen in ein Protein ist komplexer, da drei mRNA-Nukleotide einer Aminosäure in der Polypeptidsequenz entsprechen.
Transkription: DNA zu RNA
Transkription ist der Prozess der Erzeugung eine komplementäre RNA-Kopie einer DNA-Sequenz. Sowohl RNA als auch DNA sind Nukleinsäuren, die Basenpaare von Nukleotiden als komplementäre Sprache verwenden, die Enzyme von DNA zu RNA hin und her umwandeln können. Während der Transkription wird eine DNA-Sequenz von der RNA-Polymerase gelesen, die einen komplementären, antiparallelen RNA-Strang erzeugt. Im Gegensatz zur DNA-Replikation führt die Transkription zu einem RNA-Komplement, das das RNA-Uracil (U) in allen Fällen ersetzt, in denen das DNA-Thymin (T) aufgetreten wäre. Die Transkription ist der erste Schritt in der Genexpression. Der in ein RNA-Molekül transkribierte DNA-Abschnitt wird als Transkript bezeichnet. Einige Transkripte werden als strukturelle oder regulatorische RNAs verwendet, andere codieren ein oder mehrere Proteine. Wenn das transkribierte Gen ein Protein codiert, ist das Ergebnis der Transkription Messenger-RNA (mRNA), die dann verwendet wird, um dieses Protein während des Translationsprozesses zu erzeugen.
Translation: RNA zu Protein
Translation ist der Prozess, bei dem mRNA dekodiert und translatiert wird, um eine Polypeptidsequenz zu erzeugen, die auch als Protein bekannt ist. Diese Methode zur Synthese von Proteinen wird von der mRNA gesteuert und mit Hilfe eines Ribosoms, eines großen Komplexes von ribosomalen RNAs (rRNAs) und Proteinen, durchgeführt. Bei der Translation dekodiert eine Zelle die genetische Botschaft der mRNA und setzt die brandneue Polypeptidkette zusammen. Transfer-RNA oder tRNA übersetzt die Sequenz von Codons auf dem mRNA-Strang. Die Hauptfunktion von tRNA besteht darin, eine freie Aminosäure vom Zytoplasma auf ein Ribosom zu übertragen, wo sie an die wachsende Polypeptidkette gebunden ist. tRNAs fügen weiterhin Aminosäuren zum wachsenden Ende der Polypeptidkette hinzu, bis sie ein Stoppcodon auf der mRNA erreichen. Das Ribosom setzt dann das fertige Protein in die Zelle frei.
DNA zu Protein: Diese interaktive Darstellung zeigt den Prozess, bei dem DNA-Code von Anfang an in ein Protein übersetzt wird zum Schluss!