Die Translation ist ein entscheidender Schritt in der Proteinexpression, bei dem die genetische Information, die in der Messenger-RNA (mRNA) gespeichert ist, in eine Aminosäuresequenz umgesetzt wird. In diesem Artikel werden wir uns näher mit den verschiedenen Phasen der Translation beschäftigen und wie sie in prokaryotischen und eukaryotischen Zellen abläuft.
Initiation der Translation
Die Initiation ist der erste Schritt der Translation und beginnt mit der Erkennung des Start-Codons. Bei Prokaryoten sind neben der mRNA und der Initiations-tRNA für Formyl-Methionin (fMet-tRNAfMet) auch drei Initiationsfaktoren (IF) und die kleine ribosomale Untereinheit (30S-UE) beteiligt. Die Bindung der mRNA an die kleine ribosomale UE erfolgt über die Shine-Dalgarno-Sequenz. Bei Eukaryoten hingegen erfolgt die Ribosomenbindung und Startcodon-Erkennung über die 7-Methylguanosin-Cap.
Elongation der Translation
Während der Elongationsphase werden die Aminosäuren schrittweise an die wachsende Polypeptidkette angehängt. Die Ribosomen wandern entlang der mRNA in 5′-3′-Richtung und katalysieren diese Reaktion. Eine mit einer Aminosäure beladene tRNA, die Aminoacyl-tRNA (AA-tRNA), bindet an die Aminoacyl- oder Acceptor-Bindestelle. Anschließend wird die Peptidylkette von der Peptidyl-tRNA auf die Aminoacylgruppe der AA-tRNA übertragen. Dies führt zur Verlängerung des Polypeptids um eine Aminosäure. Durch die Translokation des Ribosoms gelangt die deacylierte tRNA in die Exit-Stelle und löst sich vom Ribosom. Gleichzeitig wird die Aminoacyl-Bindestelle wieder frei.
Termination der Translation
Die Termination ist der letzte Schritt der Translation und tritt ein, wenn ein Stop-Codon erreicht wird. Dies führt zum Abbruch der Translation und zur Freisetzung des entstandenen Polypeptids.
Unterschiede zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Translation
Mechanistisch gesehen gibt es keine großen Unterschiede in der Translation zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen. Es gibt jedoch einige Unterschiede im Aufbau der Ribosomen und der Genexpression zwischen den beiden Zelltypen. Zusätzlich sind bei Eukaryoten mehr Proteinfaktoren an der Translation beteiligt.
Die Translation von Proteinen, die für den Transport aus der Zelle bestimmt sind, erfolgt an Ribosomen des raues endoplasmatisches Reticulums (ER). Cytoplasmatische Proteine, Kernproteine und Proteine anderer Organellen werden hingegen an freien Ribosomen im Cytoplasma synthetisiert und posttranslational an ihren Zielort transportiert.
Die Translation ist ein hochkomplexer Prozess, der eine enge Zusammenarbeit von Ribosomen, tRNA und verschiedenen Proteinfaktoren erfordert. Durch das Verständnis der Translation können wir wichtige Erkenntnisse über die Proteinsynthese gewinnen und deren Regulation besser verstehen.
