One Gene One Polypeptide Hypothesis

00:01 In der folgenden Vortragsreihe werden wir uns mit der Genexpression und der Genregulation befassen.

00:07 Beginnen wir mit einem Überblick und einer Einführung zum genetischen Code. Am Ende dieser Lektion sollten Sie in der Lage sein, zwischen Transkription und Translation zu unterscheiden, die Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese zu diskutieren die Rolle der RNA bei der Genexpression zu beschreiben, und den genetischen Code zu erklären.

00:33 Betrachten wir zuerst das zentrale Dogma der Genexpression. Wichtige Informationen stammen von der DNA, daraus entsteht eine RNA und dann ein Protein. Zusammenfassend kann man sagen, dass die DNA in eine messenger-RNA transkribiert wird, die anschließend in ein Protein oder Polypeptid translatiert wird. Ich habe eine kleine Analogie zum besseren Verständnis dieses Prozesses. Die DNA ist der Laptop.

01:13 Ihren Laptop sollten Sie im Büro lassen und nicht mit in die Küche nehmen.

01:19 Von dem Laptop im Büro drucke ich eine Kopie eines Rezeptes aus, damit ich beim kochen nichts über meinem Laptop verschütte. Das Rezept kann ich verwenden, um ein köstliches Essen zuzubereiten.

01:34 Die messenger-RNA ist die Kopie. Sie kann verändert werden.

01:42 Die DNA hingegen wollen wir keinesfalls schädigen. Die messenger-RNA hilft, den Computer oder die ursprüngliche Kopie sauber zu halten. Das Prinzip DNA zu RNA zu Protein hat sich bestätigt. Allerdings kennen wir mittlerweile das Enzym Reverse Transkriptase. Es kann eine Kopie der RNA erstellen und diese umgekehrt in DNA übersetzen.

02:07 Dadurch wird unser zentrales Dogma fragwürdig. Im Normalfall ist die Reverse Transkriptase allerdings nicht vorzufinden. Sie werden sie im Zusammenhang mit Genomforschung, Biotechnologien und DNA-Technologien kennenlernen.

02:22 So schlimm ist diese kleine Unstimmigkeit also nicht.

02:28 Im Allgemeinen gilt das zentrale Dogma. Zudem gibt es die Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese. Diese stellt eine Modifikation der Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese dar, weil wir heute wissen, dass Proteine häufig aus mehreren Untereinheiten bestehen. Das haben wir beim Hämoglobin gesehen.

02:48 Die beiden Untereinheiten werden von zwei verschiedenen Genen kodiert. Die Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese scheint also aufzugehen, auch wenn Proteine posttranslational modifiziert werden können. Aus einer Polypeptidkette können verschiedene Ergebnisse entstehen.

03:03 Dafür ist Insulin ein gutes Beispiel. Hier entfernen wir eine größerer Sequenz der Polypeptidkette. Ich werde Ihnen das in einer zukünftigen Vorlesung genauer erklären.

03:16 Jedes Gen kodiert also für ein Enzym. In Prokaryoten sind Gene mit einem gemeinsamen Transkriptionsursprung häufig in Gruppen angeordnet. Diese Gene werden nacheinander transkribiert, sodass mehrere Enzyme entstehen, die an einem Prozess beteiligt sind.

03:38 Beispielsweise haben wir hier das Gen, das für ein Enzym kodiert, welches an einem biochemischen Reaktionsweg beteiligt ist.

03:44 Ein Vorläufermolekül wird mithilfe dieses Enzyms in ein anderes Molekül umgewandelt und durch ein weiteres Enzyms weiter verändert.

03:51 Und so weiter und so fort. An Reaktionsketten sind Enzyme beteiligt, die einer Gensequenz entstammen. Hier werden zwei Enzyme nacheinander produziert, die wiederum Enzyme produzieren, die an einer biochemischen Reaktionskette beteiligt sind.

04:09 Diese Erkenntnis folgt aus der Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese.