Proteinbiosynthese

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Innerhalb des menschlichen Körpers stellen Proteine den funktionell wichtigsten Anteil dar, denn sie übernehmen eine Vielfalt von Aufgaben. Als Enzyme sorgen sie für einen geregelten Ablauf innerhalb der Stoffwechselreaktionen, ebenso durch Hormone, die in vielen Fällen Proteine sind. Außerdem tragen sie als Gerüstsubstanz als Kollagen im Stütz- und Bindegewebe bei.

Proteine sind als Muskelproteine entscheidend für die Fortbewegung. In Form von Hämoglobin transportieren sie die Atemgase. Daneben sind sie Träger der Immunabwehr (Antikörper), wirken bei der Blutgerinnung mit und vieles mehr.

Innerhalb der Proteinbiosynthese werden körpereigene Proteine durch Übersetzung von genetischen Informationen auf der DNS der Chromosomen aufgebaut. Dabei ist die Reihenfolge der Aminosäuren, aus denen die Proteine sich zusammensetzen, entsprechend dem genetischen Code festgelegt.

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Der genetische Code ergibt sich aus der Abfolge von bestimmten Basen. Es gibt insgesamt vier Basen (Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin), jeweils drei Basen kodieren eine Aminosäure. Die Basen sind aufgereiht an einem Kettenmolekül. Der gesamte Komplex heißt DNS (Desoxyribonukleinsäure). Normalerweise liegen sich in der DNS immer zwei komplementäre Stränge gegenüber.

Der im Prinzip genauso aufgebaute einzelne Strang, der für die Übersetzung des Codes in das Protein gebildet wird, heißt RNA (Ribonukleinsäure).

Obwohl sich auf der DNS alle Informationen für die Synthese (Aufbau) der Proteine befinden, wird die Information des Gens zunächst auf eine spezielle Ribonukleinsäure (RNA), die sogenannte Messenger-RNA (m-RNA) kopiert, die dann als Transportform der genetischen Information dient. Dieser Vorgang wird als Transkription bezeichnet.

Die eigentliche Synthese der Proteine (Translation) vollzieht sich an den Ribosomen des endoplasmatischen Reticulums im Zytoplasma. Sie setzen sich überwiegend aus sogenannter nichtspezifischer ribosomaler RNA (rRNA) sowie aus Proteinen zusammen.

Gleichzeitig verbindet sich je eine tRNA (Transfer-RNA) mit einer Aminosäure entsprechend ihres Basentriplets. Die tRNA sind ebenfalls im Zytoplasma befindliche kurze RNA-Stücke, die entsprechend ihres Basencodes eine bestimmte Aminosäure binden.

Im Ribosom werden nun entsprechend ihrer Basen tRNA und mRNA zusammengefügt und die Aminosäuren zu einer Kette verbunden. Schließlich kommt aus dem Ribosom die fertige Aminosäurekette, die bereits abgelesene mRNA und freie tRNA Stücke heraus.

Oft lesen mehrere Ribosomen hintereinander denselben Strang ab und stellen so gleichzeitig mehrere identische Proteine her.
Die Aminosäurekette faltet sich anschließend, so dass das funktionstüchtige Protein entsteht.

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Der Mensch

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