35 1.8 Transkription - Medi

1.8 Transkription
I (beim Menschen wahrscheinlich DNA-Polymerasen δ, ε) komplementär aufgefüllt. Durch
das Enzym DNA-Ligase wird anschließend die
DNA-Kette geschlossen. Bei der Hauterkrankung Xeroderma pigmentosum, mit Entstehung multipler Hauttumoren, ist das Nukleo­
tidexzisions-Reparatursystem (NER) defekt.
Bei Prokaryonten bis hin zu Beuteltieren wurde ein weiteres und recht einfaches Reparatursystem - die Fotoreaktivierung – gefunden. Foto-Lyasen nutzen hierbei Lichtenergie, um den
Cyclobutanring der Thymindimere (s. Abb. 29,
S. 33) erneut aufzuspalten und verhindern so
Mutationen.
Problematisch ist es nun, wenn die DNA-Schäden auf allen beiden Strängen der DNA-Doppelhelix lokalisiert sind. Hier besteht einerseits
die Möglichkeit den Schaden durch Endonukleasen auszuschneiden und die entstehenden Enden unter Verlust mehrerer Nukleotide durch eine DNA-Ligase zusammenzufügen.
Ein Zerfall des Chromosoms wird somit verhindert, jedoch treten häufig Mutationen auf
(nichthomologes Endjoining). Eleganter ist da
schon die Reparatur des Doppelstrangschadens unter Ausnutzung des diploiden Chromosomensatzes (homologe Rekombination).
Hierbei findet das intakte zweite Chromosom
als Matrize zur Reparatur Verwendung.
1.8
Transkription
Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese und erzeugt einen RNA-Einzelstrang. Dieser RNA-Einzelstrang wird im Zellkern
an der DNA synthetisiert und umfangreich modifiziert, um dann als mRNA durch die Kernporen
in das Zytoplasma eingeschleust zu werden.Wie
bei der Replikation wird auch hier auf dem DNAStrang vom 3´- zum 5´-Ende abgelesen und die
RNA vom 5´- zum 3´-Ende synthetisiert.
Merke!
1.8.1 Mechanismus der Transkription
In menschlichen Zellen beginnt die Transkription wie die Replikation mit einer Entspiralisierung der DNA-Doppelhelix durch Topoisomerasen und der ATP-abhängigen Auftrennung
in die Einzelstränge durch Helicasen. Als
nächstes binden Transkriptionsfaktoren an
eine Promotorregion des DNA-Strangs und signalisieren so der RNA-Polymerase den Synthesestartpunkt. Diese Vorgänge werden als
Initiation der Transkription bezeichnet. Unter
Elongation versteht man die komplementäre
Synthese der hnRNA (heteronukleäre RNA).
Die Termination beginnt mit dem Auffinden
der Terminationsstelle auf dem DNA-Einzelstrang und führt zum Zerfall des Transkriptionskomplexes und damit zur Beendigung
der Transkription.
Bevor die hnRNA für die Translation – die Proteinbiosynthese – verwendet werden kann,
muss sie noch einem Processing unterzogen
und so zur mRNA umgewandelt werden.
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1.8.2 Processing der hnRNA
Ein sehr beliebtes Thema im Schriftlichen ist
die posttranskriptionelle Modifikation der hnRNA zur mRNA. Hierzu werden die Enden der
hnRNA bearbeitet und die Introns aus dem hnRNA-Strang herausgeschnitten.
Modifikationen der hnRNA
Zum Schutz der Enden der RNA werden diese
zunächst bearbeitet:
–– Am 5´-Ende des RNA-Strangs wird eine
Cap-Struktur aus Methylguanosin-Resten
(Guanin mit einer Methylgruppe in Position 7) angebaut,
–– am 3´-Ende wird eine Poly-AMP-Struktur aus
50–200 Polyadenyl-Resten (AAAAA…) angehängt
In der RNA wird Uracil (U) an Stelle von Thymin
(T) eingebaut.
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