Wie aber wird aus der Bauanleitung ein Protein? Dies erfolgt in der sogenannten Proteinbiosynthese. Damit die Information für ein Protein aus der DNA ausgelesen werden kann, muss das Erbgut an dieser Stelle zunächst entpackt werden. Die normalerweise als Doppelstrang vorliegende DNA teilt sich in zwei Einzelstränge auf. Die freien Ärmchen der Strickleitersprossen werden dadurch zugänglich. Und genau das ist das Entscheidende.
Am Anfang steht die Kopie
Denn jetzt können mit Hilfe von Enzymen genaue Kopien dieses Strangabschnitts entstehen, einfach indem sich an jedes freie Ärmchen wieder eine passende Base anlagert. Einziger Unterschied: Statt Thymin bindet sich an das Adenin die Base Uracil. Verbunden sind diese neu kombinierten Basen ebenfalls über einen Gerüststrang, diesmal aber der sogenannten Ribonukleinsäure (RNA). Ist die Kopie fertig, trennen Enzyme diesen Strang samt seinen Basen von der DNA ab und es ist eine transportfähige Kopie dieses Erbgutabschnitts entstanden, die sogenannte Boten- oder Messenger-RNA (mRNA). Dieser Schritt des Kopierens und Umschreibens wird als Transkription bezeichnet.
Übersetzung in Eiweiß-Bausteine
Doch das ist erst der Anfang. Jetzt transportiert die mRNA das kurze Stück kopierter Erbinformation aus dem Zellkern in das Zellplasma zu den Ribosomen, den „Proteinfabriken“ der Zelle. Sie bestehen aus zwei unterschiedlich großen Untereinheiten, zwischen die sich die mRNA einschiebt – wie ein Tonband am Tonkopf wandert die mRNA nun Stück für Stück an einer Art Ableseeinheit vorbei. Sie liest aus, welche drei Basen – und damit welches Wort des genetischen Codes – jeweils vorliegen.
Gleichzeitig sammeln sich an den Ribosomen zahlreiche Bausteine für das zukünftige Protein: Aminosäuren, an die jeweils ein kurzes Stück RNA angekoppelt ist, das genau drei Basenbuchstaben umfasst. Wie ein Etikett verrät dieser Code, welche Aminosäure an dieser Transport-RNA (tRNA) hängt. Im Ribosom wird nun jeweils der zum Code der ausgelesenen mRNA passende Aminosäurebaustein angedockt und mit der im Code als nächstes folgenden Aminosäure verbunden.
So entsteht nach und nach eine Kette aus miteinander verbundenen Aminosäuren – ein Polypeptid, das dann zur nächstgrößeren Einheit verkoppelt wird, dem Protein. Erst durch diesen Prozess der Übersetzung des genetischen Codes in eine Aminosäureabfolge, die sogenannte Translation, kann die DNA ihre Funktion erfüllen.
NPO
Stand: 19.05.2012
