{"id":2270,"date":"2020-06-10T15:35:13","date_gmt":"2020-06-10T13:35:13","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=2270"},"modified":"2020-08-06T10:11:43","modified_gmt":"2020-08-06T08:11:43","slug":"proteinsynthese-bei-bakterien-transkription","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=2270","title":{"rendered":"Proteinsynthese bei Bakterien &#8211; Transkription"},"content":{"rendered":"\n<p>Bakterien sind wahre \u00dcberlebensk\u00fcnstler, wenn es darum geht, sich an die unterschiedlichsten Lebensbedingungen anzupassen. Jeden noch so unwirklichen Lebensraum haben sie besiedelt. Sie k\u00f6nnen in hei\u00dfen Quellen genauso gut \u00fcberleben wie in den Eisw\u00fcsten der Polkappen. Ihr \u00dcberleben sichern sie wie alle Lebewesen, indem sie st\u00e4ndig Proteine herstellen, die sie f\u00fcr den Aufbau von Zellstrukturen ben\u00f6tigen oder die als Enzyme f\u00fcr die verschiedensten Stoffwechselreaktionen ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Worum gehts?<\/h2>\n\n\n\n<p>Besprochen werden die drei Phasen der bakterielle Transkription: Initiation \u2013 Elongation \u2013 Termination.<\/p>\n\n\n\n<p>F\u00fcr das Erkennen des Genortes ist das Sigma (\u03c3) \u2013 Protein der RNA-Polymerase von Bedeutung. Was macht dieser Proteinanteil und wie funktioniert der Erkennungsmechanismus?<\/p>\n\n\n\n<p>Woran erkennt die RNA-Polymerase, wann der Ablesevorgang zu beenden ist und wie verl\u00e4uft dieser Mechanismus?&nbsp; Die<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Polymerase \u2013 Sigma (\u03c3) &#8211; Faktor<\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/transkr_ini.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2272\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/transkr_ini.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/transkr_ini-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Die RNA-Polymerase besteht aus einer Core-Polymerase und einem Sigma (\u03c3)&nbsp; -Faktor (-Protein). Core- und Sigma (\u03c3) -Protein bilden ein Holoenzym.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Core-Protein, ist ein Proteinkomplex, der alles Notwendige f\u00fcr die Verl\u00e4ngerung der RNA-Kette enth\u00e4lt. Es besteht aus zwei \u03b1-Proteinen, einem \u03b2 &#8211; und einem \u03b2&#8216;-Protein.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Sigma (\u03c3)&nbsp;-Protein wird ausschlie\u00dflich f\u00fcr die Initiation &#8211; Start der Transkription &#8211; ben\u00f6tigt. Es kontrolliert die spezifische Bindung am Promotor und bewirkt die Spaltung der Doppelhelix. &nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Die Bedeutung des Sigma (\u03c3) -Faktors<\/h3>\n\n\n\n<p>Bakterien enthalten verschiedene Sigma&nbsp; (\u03c3)&nbsp; &#8211; Faktoren. Sie erm\u00f6glichen der Core-Polymerase zwischen unterschiedlichen Promotor-Sequenzen (Promotor Consensussequenz) zu unterscheiden. Man k\u00f6nnte auch sagen, der Sigma (\u03c3) -Faktor ist der \u201eSchl\u00fcssel\u201c f\u00fcr spezifische Promotor-Sequenzen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Transkription<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Initiation<\/h3>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Bakterientranskription - Initiation\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/HeFUdFIIlA4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>Das RNA-Polymerase-Holoenzym sucht die DNA nach Promotor-Sequenzen ab. Das Enzym bindet schwach an beliebigen Stellen auf der DNA und l\u00f6st sich wieder, bis sie auf einen Promotor trifft.<\/li><li>Die Bindung an die Promotorsequenz f\u00fchrt zur Ausbildung eines geschlossenen Komplexes. Das Holoenzym bildet hier mit der DNA einen schwach, aber dauerhaft gebundenen, geschlossenen Komplex, in dem die DNA noch doppelstr\u00e4ngig vorliegt.<\/li><li>F\u00fcr den Transkriptionsstart muss der geschlossene Komplex in einen offenen Komplex \u00fcbergehen, indem die DNA entwunden wird, sodass die Basen ungepaart vorliegen. Durch Ausbildung des offenen Komplexes bindet die RNA-Polymerase fest an der DNA. F\u00fcr die Entwindung unabdingbar ist auch der Sigma (\u03c3)&nbsp;-Faktor.<\/li><li>Die RNA-Polymerase entwindet nun weiter die DNA und beginnt somit unter Verwendung von Ribonucleosidtriphosphaten mit der RNA-Synthese.<\/li><li>Der Sigma (\u03c3)&nbsp; -Faktor verl\u00e4sst den Komplex.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Elongation<\/h3>\n\n\n\n<ol><li>Bei der Elongation erfolgt die schrittweise Anlagerung von Ribonucleotiden unter Verwendung von Nucleosidtriosephosphaten.<\/li><li>Nach der Verkn\u00fcpfung von 9 Nucleotidbasen, verl\u00e4sst der Sigma (\u03c3) -Faktor den Transkriptionskomplex.<\/li><li>Die Core-RNA-Polymerase liest den Matrizenstrang (Antisense-Strang) weiter schrittweise ab. Die Synthese der mRNA erfolgt mit einer Transkriptionsrate von etwa 45 Basen pro Sekunde. Durch die Entwindung entsteht eine Transkriptionsblase.<\/li><li>Die Elongation erfolgt bis zum Terminationspunkt.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Termination<\/h3>\n\n\n\n<p>Am Ende des Gens bewirken spezifische Sequenzen die Freisetzung der RNA-Polymerase und der m-RNA. Die Transkription wird beendet. Diesen Vorgang nennt man Termination, wobei diese bei Bakterien nach zwei bekannten Mustern ablaufen kann.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Rho-abh\u00e4ngige Termination<\/h4>\n\n\n\n<p>Diese Termination ist von einem Protein mit dem Nahmen Rho abh\u00e4ngig. Das Rho-Protein erkennt eine spezifische Sequenz der mRNA, die G; C-reich ist und keine Sekund\u00e4rstruktur ausbildet. Sie befindet sich hinter dem offenen Leseraster (ORF) und liegt damit hinter dem Stopp-Codon f\u00fcr die Translation (Translationsstopp). Diese sogenannte Transkriptionspause-Struktur verlangsamt oder stoppt den Ablesevorgang der RNA-Polymerase.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Transkription Bakterien I\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/GN-P2mW2gt4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>Das Rho-Protein erkennt spezifische Sequenzen der mRNA (Transkriptionspausestruktur).<\/li><li>Rho \u2013 Monomere verkn\u00fcpfen sich in diesem Bereich mit der mRNA und bilden ein Hexamer, das Rho-Protein.<\/li><li>Durch eine rotierende Bewegung (ATP-Verbrauch) zieht sich das Rho-Protein an die Polymerase heran, indem es die RNA aufwickelt.<\/li><li>Kommt es zum Kontakt zwischen Rho und Polymerase wird der RNA-DNA-Hybrid durch die Helikaseaktivit\u00e4t des Rho-Proteins gel\u00f6st. Die Polymerase spaltet sich ab, die m-RNA wird freigesetzt.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Rho-unabh\u00e4ngige Termination<\/h4>\n\n\n\n<p>An der Rho-unabh\u00e4ngigen Termination ist weder der Rho-Faktor noch sind andere Cofaktoren beteiligt. Diese Termination erfordert eine G-C-reiche RNA-Sequenz, die komplement\u00e4re Basen enth\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Transkripition Bakterien II\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/Ce_jNi3wmQk?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>Die G-C-reiche Sequenz bildet eine Schleife (komplement\u00e4re Basenpaarung) aus. Dabei handelt es sich um die Haarnadelstruktur.<\/li><li>Die Haarnadel &#8222;erfasst&#8220; die RNA-Polymerase und zwingt sie zum Anhalten.<\/li><li>Der Kontakt zwischen Haarnadel und RNA-Polymerase f\u00fchrt zur Termination: Polymerase und Transkript werden freigesetzt.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"25\" height=\"25\" class=\"wp-image-1338\" style=\"width: 25px;\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Punkt.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Punkt.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Punkt-300x300.jpg 300w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/Punkt-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 25px) 100vw, 25px\" \/> Punktlandung<\/h3>\n\n\n\n<ol><li>Die RNA-Polymerase (Holoenzym) besteht aus einer Core-Polymerase und einem Sigma (\u03c3)&nbsp;-Faktor. Die RNA-Polymerase bewirkt die Transkription am Matrizenstrang (Antisense-Strang).<\/li><li>Bei der Initiation bindet die Polymerase mittels Sigma (\u03c3)&nbsp;-Faktor an spezifischen Sequenzen des Promotors. Es entsteht ein geschlossener Komplex, der wiederum durch das Wirken des Sigma (\u03c3)&nbsp;-Faktor in einen offenen Komplex (Transkriptions-Blase) \u00fcbergeht.<\/li><li>Nach Beendigung der Initiation verl\u00e4sst der Sigma (\u03c3)&nbsp;-Faktor den Initiationskomplex und die Core-Polymerase beginnt mit dem Ablesevorgang (Elongation).<\/li><li>Bei Bakterien gibt zwei bekannte Terminationsmechanismen. Die Termination wird durch spezifische RNA-Sequenzen ausgel\u00f6st.<\/li><\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bakterien sind wahre \u00dcberlebensk\u00fcnstler, wenn es darum geht, sich an die unterschiedlichsten Lebensbedingungen anzupassen. Jeden noch so unwirklichen Lebensraum haben sie besiedelt. 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