Inhalt der Folge:
- Nachdem wir uns in den letzten Podcastfolgen bereits ausführlich über die DNA Replikation unterhalten haben, wollen wir heute den Einstieg in das Thema Genexpression wagen!
Was sind Genexpression und Proteinbiosynthese?
Der Begriff Genexpression beschreibt, wie die genetische Information der Gene (Genotyp) im Organismus bzw. in den Zellen verwirklicht wird und in Erscheinung tritt (Phänotyp).
Die Proteinbiosynthese ist ein zentraler Prozess der Genexpression und beschreibt die Bildung von Proteinen (Transkription und Translation).
Dementsprechend ist die Proteinbiosynthese in der Genexpression enthalten.
Bei der Genexpression geht man lediglich einen Schritt weiter und schaut sich an, wie die Proteine äußerlich in Erscheinung treten!
Vom Genotyp zum Phänotyp
- Damit die genetische Information der Gene zum Ausdruck kommen kann, muss die DNA zuerst in RNA überführt werden.
- Diese Überführung der DNA in RNA nennt sich Transkription.
- Im Anschluss kann die erzeugte RNA bzw. die genetische Information, die in dieser RNA enthalten ist, in Form eines Proteins oder Enzyms realisiert werden.
- Diese Proteinsynthese auf Grundlage der RNA hat ebenfalls einen eigenen Namen und nennt sich Translation.
- Proteine (Strukturproteine) dienen dem Organismus unter anderem als Gerüststoffe in Geweben und Zellen.
- Und Enzyme haben wichtige Funktionen im Stoffwechsel des Organismus, indem sie chemische Reaktionen beschleunigen und steuern können.
- Auf diese Art und Weise bestimmt der Genotyp (die genetische Information der Gene) den Phänotyp (Ausbildung spezifischer Merkmale bzw. Erscheinungsbild).
- Hier nochmal eine simplifizierte Grafik der beschriebenen Genexpression:
Was sind Gene?
- Gene sind bestimmte Abschnitte der DNA, deren Basensequenzen die Struktur von Proteinen und RNA-Molekülen (tRNA, rRNA, snRNA, Antisense-RNA usw.) bestimmen.
- Man unterscheidet hierbei zwischen Strukturgenen und Regulatorgenen.
- Strukturgene codieren für Enzyme und die bereits erwähnten Strukturproteine, die dem Organismus als Gerüststoffe in Geweben und Zellen dienen.
- Regulatorgene codieren für sogenannte Regulator-Proteine wie zum Beispiel Aktivatoren oder Repressoren, die wiederum in der Lage sind, die Genexpression zu steuern und zu regulieren.
- Die Länge eines Gens kann stark variieren, liegt aber ungefähr zwischen 75kb und 2300kb.
- Eine Kilobase (kb) entspricht tausend Basenpaaren (bp).
- Wie genau die Basensequenz die Struktur eines Proteins bestimmt, haben wir uns schon in der Folge 033 angeschaut, in der es um den Genetischen-Code ging.
- Hört euch diese Folge also gerne nochmal an!
Der codogene Strang (Matrizenstrang)
- Die genetische Information wird nur auf einem der beiden DNA-Einzelstränge gespeichert!
- Der DNA-Einzelstrang, der die genetische Information enthält, wird codogener Strang oder auch Matrizenstrang genannt.
- Allerdings sind nur ca. 2% – 3% der DNA proteincodierende Gene und die restliche DNA lediglich „Spacer“.
- Der Begriff „Spacer“ beschreibt die nicht-codierende DNA zwischen den einzelnen Genen.
- Bis zum heutigen Tag ist nicht wirklich klar, welche Funktion die Spacer-DNA genau hat!
Und damit beenden wir unsere Podcastfolge zum Einstieg in das Thema Genexpression.
Nächste Woche geht es dann um die Genexpression/Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten und danach um den genauen Ablauf von Transkription und Translation!
Ich hoffe Ihr konntet etwas mitnehmen und dass wir uns nächste Woche wiederhören!
