Desoxyribonukleinsäure - Aufbau des Erbgutes und Proteinentstehung
Die menschliche Erbinformation wird in Form der DNA, der so genanten Desoxyribonukleinsäure gespeichert. Es handelt sich hierbei um einen Doppelstrang,
der in Form einer Helix um sich selbst gedreht ist. Die beiden Stränge der DNA verlaufen entgegengesetzt zu einander, so dass der eine Strang oben mit dem 3’ Ende beginnt und unten mit dem 5’ Ende endet und der andere, dazu komplementäre Strang oben mit dem 5’ Ende beginnt und unten mit dem 3’ Ende endet.
Die einzelnen Stränge der DNA sind jeweils aus Nukleotiden zusammengesetzt, welche miteinander über Phosphordiesterbindungen verknüpft sind. Ein einzelnes Nukleotid besteht in der Regel aus einer Base, einem C-5 Zucker, sowie einem Phosphatrest. Das Zuckermolekül steht hierbei in der Mitte, und an seinen Kohlenstoffatomen hängen auf der einen Seite die Base und auf der anderen Seite die Anbindung für das Phosphat.
Die beiden DNA Stränge werden über Bindungen der Basen verbunden, wobei es grundsätzlich die Basen Thymin, Adenin, Guanin und Cytosin gibt. Gemäß der so genannten Chargaffregel werden die beiden Basen Thymin und Adenin über eine Doppelbindung und die Basen Guanin und Cytosin über eine Dreifachbindung miteinander verbunden.
Die menschliche DNA ist in Form von Chromatin gespeichert, welches sich zu den so genannten Chromosomen ausbildet. Die in den Zellen enthaltene DNA muss durch einen komplizierten Replikationsvorgang verdoppelt werden, welcher aus der so genannten Mitose und der darauf anschließenden Meiose besteht, damit das Erbgut auch in andere Zellen weitergegeben wird.
In der DNA werden auch sämtliche Proteine kodiert, die wir für unseren Körper brauchen und die wichtige Funktionen übernehmen. Als Beispiele sind hier Hormone, Enzyme sowie Gifte und Transportstoffe wie das Hämoglobin zu nennen. Der Aufbau dieser Proteine ist in der DNA gespeichert und muss durch spezielle Mechanismen zunächst abgelesen werden und dann umgesetzt werden.
Ein einzelnes Protein besteht aus Aminosäuren, die sich durch eine Peptidbindung miteinander verbinden und somit einen Komplex ausüben. Der menschliche Körper besitzt insgesamt 20 dieser Aminosäuren und da einzelne Proteine mehrerer hundert bis tausend Aminosäuren lang sind, gibt es eine entsprechende Vielfalt, ein Protein zu gestalten. Die Proteine selber werden an den Ribosomen hergestellt. Zuvor muss jedoch die Region, der DNA, die ein bestimmtes Protein kodiert, abgelesen und transkribiert werden.
Der gesamte Vorgang der aus Transkription und Translation besteht nennt sich Proteinbiosynthese. Die RNA Polymerase sucht zunächst die DNA nach einem Primer ab und bildet dann die entsprechende mRNA, welche aus einem Strang besteht und nach bestimmten Modifikationen wie dem Splicen, bei dem Introns behalten werden und Exons hinausgeschnitten werden, zu den Ribosomen geleitet wird. An den Ribosomen wird sie nun als Informationsquelle für das neu zu bildende Protein genutzt. So genannte tRNA´s bringen einzelne Aminosäuren zu den Ribosomen, denn immer 3 Basen die auf der mRNA vorhanden sind, kodieren eine Aminosäure. Die einzelnen Aminosäuren werden verknüpft und bilden ein fertiges Protein, welches dann später ohne Probleme nutzbar ist und nach diversen Faltungen, um energetisch günstigere Positionen einzunehmen, einsatzbereit ist, um bestimmte Aufgaben im menschlichen Körper zu übernehmen.
Die DNA ist also der Speicher für sämtliche Prozesse unseres gesamten Körpers, denn alles entsteht hier.
Dieser Artikel gefällt Ihnen? Dann setzen Sie ein Lesezeichen bei »
|
