Structure of TRNA and RRNA – DNA, RNA and the Genetic Code

00:01 Im zentralen Dogma ist der Prozess der Translation der wichtigste Teil, denn das ist der Teil, wo das Protein mit Hilfe der Information, die in der DNA kodiert ist, die Information durch die messenger-RNA (mRNA) synthetisiert. In diesem Modul werde ich über diesen Prozess sprechen, damit beginnen, inwiefern die Struktur der drei verschiedenen RNAs eine wichtige Rollen spielt, und dann zum eigentlichen Translationsprozess selbst.

00:23 Im Prozess der Transkription und Translation, insbesondere der Translation, sind drei große RNAs erforderlich. Eine dieser RNAs ist die messenger-RNA, wie man auf dieser Folie sehen kann. Transfer-RNAs haben eine interessante und unverwechselbare Struktur. Zunächst einmal sind sie nicht sehr lang, Sie können die gesamte Sequenz einer Transfer-RNA hier auf dem Bildschirm sehen. Außerdem werden Sie feststellen, dass die Transfer-RNA, die ein Strang ist, tatsächlich Basenpaare mit sich selbst bildet und die Basenpaare, die sie mit sich selbst bildet, geben der Transfer-RNA ein unverwechselbares Aussehen.

00:59 Nun hat die Transfer-RNA verschiedene Regionen, die unterschiedliche Namen haben. Wir können also zum Beispiel in dieser Transfer-RNA sehen, dass sie eine 5'-Ende links oben und ein 3'-Ende rechts oben an der Spitze hat. Das 3'-Ende endet in mit der Sequenz CCA und das gilt für praktisch jede Transfer-RNA. Angeschlossen an das A Am 3'-Ende ist der Ort, an dem eine Aminosäure angehängt ist. Das ist jetzt entscheidend, denn die Transfer-RNA transportiert natürlich Aminosäuren zum Ribosom für die Translation. Der Stamm, an dem er sich befindet, ist als Akzeptorstamm bekannt. Die Schleife auf der rechten Seite wird Pseudouridin-Schleife genannt, weil sie nach einem der ungewöhnlichen Elemente benannt ist, also Basen, die in Transfer-RNAs vorkommen. Die Übertragungen der RNAs sind in der Regel chemisch modifiziert, um zu funktionieren, aber es ist nicht ganz klar, warum das der Fall ist. Als nächstes haben wir die variable Schleife, welche eine sehr kleine Schleife ist und die in ihrer Größe von einer Transfer-RNA zur anderen variiert.

02:02 Die Anti-Codon-Schleife wird als nächstes gezeigt und die Anticodon-Schleife ist sehr wichtig. Das Anticodon ist eine Drei-Basen-Sequenz, die Sie unten in dunkelblau sehen können. Diese Region von der Transfer-RNA paart sich während der Translation mit dem RNA-Codon während des Translationprozesses.

02:21 Die Spezifität dieser Paarung bestimmt die richtige Platzierung der richtigen Aminosäure in einem Protein. Zuletzt haben wir auf der linken Seite den sogenannten D-Arm der Transfer-RNA.

02:34 Die ribosomalen RNAs sind die dritte RNA, die die wir im Translationsprozess finden. Diese sind Bestandteile von Ribosomen, und anfangs glaubte man, dass die Komponenten einfach nur als eine Art Gerüst für die vorhandenen Proteine fungieren, die sich dort befinden. Wir wissen jetzt, dass es mehr Funktionen gibt, die mit diesen ribosomalen RNAs assoziiert sind. Die Größe der ribosomalen RNAs wird in so genannten Svedberg-Einheiten (S-Einheiten) gemessen und wir werden sie gleich sehen. Die umfangreichen Sekundärstrukturen, die wir bei den Transfer-RNAs gesehen haben, sind in den längeren ribosomalen RNAs noch umfangreichere RNAs. Und die größte ribosomale RNA ist tatsächlich katalytisch. Es ist das, was wir ein Ribozym nennen, also es ist kein Ribosom, sondern ein Ribozym. Ein Ribozym ist eine RNA, die eine Reaktion katalysiert und es stellt sich heraus, dass das Ribozym die Peptidbindungen für Proteine herstellt.

03:35 Bei den ribosomalen RNAs gibt es also mehrere Gruppen von ihnen. In Bakterien gibt es drei spezielle davon.

03:41 Das sogenannte 5S, das sich in der großen ribosomalen Untereinheit befindet, liefert strukturelle Unterstützung, d.h. eine Art Gerüst für die Existenz des Ribosoms. Die nächstgrößere risobsomale RNA heißt 16S und befindet sich in der kleinen ribosomalen Untereinheit. Wir werden sehen, daß Ribosomen eine große Untereinheit und eine kleine Untereinheit haben. Die 16S ribosomale RNA befindet sich in der kleinen ribosomalen Untereinheit und ihre Aufgabe ist es, die messenger-RNA an der richtigen Stelle auszurichten, so dass die Übersetzung beginnen kann. Die größte der ribosomalen RNAs, wie ich auf der letzten Folie erwähnt habe, hat die Aufgabe der Katalyse und die Bildung von Peptidbindungen. Eukaryoten sind nun sehr ähnlich, aber sie haben vier ribosomale RNAs, nicht drei, und sie erfüllen viele der Funktionen, die in prokaryotischen Organismen zu finden sind.

04:34 Zellen, auf die ich hier nicht näher eingehen werde.

04:37 Um Ihnen eine Vorstellung von einigen der Strukturen zu geben, die wir im Zusammenhang mit dem ribosomalen System sehen, also RNAs, die ich hier auf dem Bildschirm zeige, zwei ribosomale RNAs aus eukaryotischen Zellen. Und so können wir sehen, dass die ribosomalen RNAs, genau wie wir es bei den RNAs gesehen haben, die ribosomalen RNAs umfangreiche Sekundärstrukturen haben. Wenn ich diesen Begriff im Zusammenhang mit einer Nukleinsäure verwende, spreche ich von der Paarung mit sich selbst. Wir sehen also Regionen, die sich mit sich selbst paaren und wir sehen einige ziemlich exotische sichtbare Strukturen in diesen. Diese kleinen ribosomalen RNAs helfen wahrscheinlich dem Ribosom, richtig an die Proteine zu binden. Die nächst größte ribosomale RNA und bakterielle Zelle ist die 16S ribosomale RNA und die Folie ist weit herausgezoomt, sodass Sie die einzelnen Basen nicht sehen werden, aber aus der Entfernung die wir auf dieser Folie zeigen, können Sie die umfangreiche Basenpaarung sehen, die in dieser ribosomalen RNA stattfindet. Diese ribosomale RNA hilft bei der Ausrichtung der messenger-RNA, während des Prozesses der Translation und es hilft dem Ribosom wahrscheinlich auch, die Proteine in der richtigen Ausrichtung zu binden, sodass sie im Translationsprozess funktionieren können.