Was ist Proteinübersetzung?
Die Proteintranslation ist der Prozess, durch den ein Protein aus einem Ribonukleinsäure (RNA) -Templatcode erzeugt wird. Der RNA-Strang, der die Reihenfolge der Aminosäuresequenz des Proteins enthält, bindet an eine spezielle zelluläre Organelle, die als Ribosom bezeichnet wird. Dieses Ribosom wandert den RNA-Strang entlang, liest den Code und synthetisiert das Protein, indem jeweils eine Aminosäure hinzugefügt wird. Sobald dies abgeschlossen ist, löst sich das Ribosom von der RNA und die RNA wird entweder von der Zelle abgebaut oder erneut zur Herstellung eines anderen Proteins verwendet. Das neu synthetisierte Protein muss dann gefaltet werden, um seine native Struktur oder natürliche dreidimensionale Form zu erhalten.
Nach dem Transkriptionsprozess, bei dem der RNA-Strang aus einem Template der Desoxyribonukleinsäure (DNA) erzeugt wird, ist die Proteintranslation der letzte Hauptschritt der Proteinbiosynthese. Der kürzlich erzeugte RNA-Strang verlässt den Zellkern und wandert entweder in das Cytosol, den Hauptinnenraum der Zelle, oder in das endoplasmatische Retikulum (ER), ein anderes Kompartiment der Zelle, in dem die Proteintranslation stattfindet. An beiden Stellen befinden sich Ribosomen sowie freie Aminosäuren für die Proteinbiosynthese. Im ER sind die Ribosomen an die Oberfläche der Organellenmembran gebunden, während im Cytosol die Ribosomen frei sind.
Nachdem das Ribosom an die RNA gebunden ist, wird die Phase der Proteinaktivierung gestartet. Während dieser Phase bindet die große Untereinheit des Ribosoms kovalent an den RNA-Strang. Als nächstes binden kleine Proteine, sogenannte Initiationsfaktoren, ebenfalls an das Ribosom, so dass sich seine kleine Untereinheit an die RNA bindet und die Proteininitiationsphase beginnt. Der Komplex kann nun mit dem Aufbau des Proteins beginnen.
Jedes der drei Nukleotide auf dem RNA-Strang kodiert für eine bestimmte Aminosäure, und das Protein wird in der Reihenfolge der im RNA-Code aufgeführten Aminosäuren erzeugt. Das Ribosom enthält die RNA, bei der drei Nukleotide an ein anderes Molekül namens Transfer-RNA (tRNA) binden. Dies ist eine Art von RNA-Molekül, das auch an eine Aminosäure gebunden ist. Einmal gebunden, überträgt die tRNA ihre Aminosäure auf das wachsende Protein und verlässt den Komplex, während das Ribosom den RNA-Strang hinunter zur nächsten Gruppe von drei Nukleotiden wandert. Diese Phase der Proteintranslation wird als Proteinverlängerung bezeichnet, da das Protein in dieser Phase an Länge zunimmt.
Die Proteinterminierung ist der Endschritt der Proteintranslation. Während dieser Phase erreicht das Ribosom den terminalen RNA-Nukleotidcode, der als Stop-Codon bekannt ist. Hier bindet ein Protein, das als Freisetzungsfaktor bezeichnet wird, an den Komplex und setzt das Ribosom, den RNA-Strang und das neu erzeugte Proteinmolekül frei.