Hauptunterschied – mRNA tRNA vs rRNA

mRNA, tRNA und rRNA sind drei Haupttypen von RNA, die in der Zelle vorkommen. Typischerweise ist RNA ein einzelsträngiges Molekül, das in seiner Struktur aus Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil besteht. Der Pentosezucker ist die Ribose in allen RNA-Nukleotiden. RNA wird durch Transkription mit Hilfe des RNA-Polymerase-Enzyms hergestellt. Obwohl jeder RNA-Typ in seiner Funktion stark variiert, sind alle drei RNA-Typen hauptsächlich an der Proteinsynthese beteiligt. Die Hauptunterschied unter mRNA tRNA und rRNA ist das mRNA trägt die kodierenden Anweisungen einer Aminosäuresequenz eines Proteins, während tRNA spezifische Aminosäuren zum Ribosom trägt, um die Polypeptidkette zu bilden, und rRNA ist mit Proteinen assoziiert, um Ribosomen zu bilden.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist mRNA – Definition, Merkmale, Funktion 2. Was ist tRNA – Definition, Merkmale, Funktion 3. Was ist rRNA? – Definition, Merkmale, Funktion 4. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen mRNA-tRNA und rRNA? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 5. Was ist der Unterschied zwischen mRNA-tRNA und rRNA? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Alternative Processing, Messenger-RNA (mRNA), Ribosomale RNA (rRNA), Ribosomen, Proteine, Transkription, Translation, Transfer-RNA (tRNA)

Was ist mRNA

Messenger-RNA (mRNA)-Moleküle tragen ein Transkript eines Gens, das für ein bestimmtes funktionelles Protein kodiert, vom Zellkern bis zu den Ribosomen. Die Produktion von mRNA erfolgt durch einen Prozess namens Transkription. Das an der Transkription beteiligte Enzym ist die RNA-Polymerase. In Eukaryoten werden Prä-mRNA-Moleküle durch posttranskriptionelle Modifikationen zu reifen RNA-Molekülen verarbeitet. Die Prä-mRNA-Prozessierung umfasst 5'-Cap-Addition, Editierung und Polyadenylierung. An der Vorderseite des 5'-Endes wird eine 7-Methylguanosin-Kappe hinzugefügt. Einige Änderungen an der mRNA-Sequenz sind durch Editieren der Sequenz erlaubt. Am 3'-Ende des mRNA-Moleküls wird ein Poly(A)-Schwanz mit etwa 250 Adenosinresten angefügt, um es vor dem Abbau durch Exonukleasen zu schützen. Auf der anderen Seite besteht die eukaryotische Prä-mRNA sowohl aus Introns als auch aus Exons. Alternatives Spleißen ist ein weiterer Prozess, bei dem verschiedene Kombinationen von Exons zusammengespleißt werden, um mehrere Arten von Proteinen aus einem einzigen prä-mRNA-Molekül zu erhalten. Prokaryontische mRNA ist in der Lage, nach Translation einen einzigen Proteintyp zu produzieren.

Abbildung 1: Prä-mRNA-Prozessierung

Die reifen mRNA-Moleküle werden durch die Kernpore in das Zytoplasma exportiert. Die reife mRNA wird in einem als Translation bezeichneten Prozess in eine Aminosäuresequenz eines bestimmten Proteins übersetzt. Die Translation wird durch Ribosomen im Zytoplasma erleichtert. Die Transkription einer DNA-Sequenz in ein mRNA-Molekül und die Translation eines mRNA-Moleküls in ein Protein werden als zentrales Dogma der Molekularbiologie bezeichnet. Die kodierende Region jedes mRNA-Moleküls besteht aus Codons, die aus drei Nukleotiden bestehen und eine bestimmte Aminosäure der Polypeptidkette darstellen. Die Bildung reifer RNA aus prä-mRNA ist in 1 gezeigt.

Was ist tRNA

Transfer-RNA (tRNA) ist eine Art einer Haupt-RNA, die während der Translation spezifisch Aminosäuren zu den Ribosomen bringt. Jedes Codon im mRNA-Molekül wird vom Anticodon der tRNA gelesen, um die spezifische Aminosäure zum Ribosom zu bringen. Typischerweise besteht ein tRNA-Molekül aus etwa 76 bis 90 RNA-Nukleotiden. Die Sekundärstruktur der tRNA ist kleeblattförmig. Es besteht aus vier Schleifenstrukturen, die als D-Schleife, Anticodon-Schleife, variable Schleife und T-Schleife bekannt sind. Die Anticodon-Schleife besteht aus einem spezifischen Anticodon, das das Komplement-Codon im mRNA-Molekül scannt.

Abbildung 2: Transfer-RNA

Ein tRNA-Molekül besteht auch aus einem Akzeptorstamm, der aus einer 5’-terminalen Phosphatgruppe besteht. Die Aminosäure wird in den CCA-Schwanz am Ende des Akzeptorstamms geladen. Einige Anticodons bilden Basenpaare mit mehreren Codons durch die Wobble-Basenpaarung. Die Sekundärstruktur eines tRNA-Moleküls ist in Abbildung 2 dargestellt.

Was ist rRNA

Ribosomale RNA (rRNA) ist eine Art von Haupt-RNA, die zusammen mit ribosomalen Proteinen an der Bildung von Ribosomen beteiligt ist. Das Ribosom ist die Protein synthetisierende Organelle in der Zelle, die die kodierende Sequenz eines mRNA-Moleküls in eine Polypeptidkette übersetzt. Die Synthese von rRNA erfolgt am Nukleolus. Zwei Arten von rRNA-Molekülen werden als kleine rRNA und große rRNA synthetisiert. Beide rRNA-Moleküle verbinden sich mit ribosomalen Proteinen zu einer kleinen Untereinheit und einer großen Untereinheit. Die große Untereinheit der rRNA dient als Ribozym, das die Bildung der Peptidbindung katalysiert. Während der Translation kommen kleine Untereinheit und große Untereinheit zusammen, um das Ribosom zu bilden. Das mRNA-Molekül befindet sich zwischen der kleinen und der großen Untereinheit. Jedes Ribosom besteht aus drei Bindungsstellen für die Bindung von tRNA-Molekülen. Es sind A-, P- und E-Sites. Die A-Stelle bindet an die Aminoacyl-tRNA. Die Aminoacyl-tRNA enthält eine bestimmte Aminosäure. Das Aminoacyl-tRNA-Molekül an der P-Stelle ist an die wachsende Polypeptidkette gebunden. Dann bewegt sich das Aminoacyl-tRNA-Molekül zur E-Stelle.

Abbildung 3: Proteinsynthese

Prokaryoten bestehen aus 70S-Ribosomen, die aus einer 30S kleinen Untereinheit und einer 50S großen Untereinheit bestehen. Eukaryoten bestehen aus 80S-Ribosomen, die aus einer 40S kleinen Untereinheit und einer 60S großen Untereinheit bestehen. Die Proteinsynthese ist in Abbildung 3 dargestellt.

Ähnlichkeiten zwischen mRNA-tRNA und rRNA

Unterschied zwischen mRNA-tRNA und rRNA

Definition

mRNA: Eine mRNA ist ein Subtyp eines RNA-Moleküls, das einen Teil des DNA-Codes zur Verarbeitung zu anderen Teilen der Zelle trägt.

tRNA: Ein tRNA-Molekül ist ein kleines RNA-Molekül, das kleeblattförmig ist und eine bestimmte Aminosäure im Zytoplasma auf das Ribosom überträgt.

rRNA: Ein rRNA-Molekül ist Bestandteil des Ribosoms und dient als Translationsorganelle.

Form

mRNA: Die mRNA hat eine lineare Form.

tRNA: Die tRNA ist ein kleeblattförmiges Molekül.

rRNA: Die rRNA ist ein kugelförmiges Molekül.

Funktion

mRNA: Die mRNA trägt die Botschaft von Transkript-DNA-Codes von Polypeptiden vom Zellkern zu den Ribosomen.

tRNA: Die tRNA trägt spezifische Aminosäuren zum Ribosom und unterstützt die Translation.

rRNA: Die rRNA ist mit spezifischen Proteinen verbunden, um Ribosomen zu bilden.

Codon/Anticodon

mRNA: Die mRNA besteht aus Codons.

tRNA: Die tRNA besteht aus Anticodons.

rRNA: Der rRNA fehlen Codon- oder Anticodon-Sequenzen.

Größe

mRNA: Die Größe des mRNA-Moleküls beträgt bei Säugetieren typischerweise 400 bis 12.000 nt.

tRNA: Die Größe des tRNA-Moleküls beträgt 76 bis 90 nt.

rRNA: Die Größe der rRNA kann entweder 30S, 40S, 50S und 60S betragen.

Abschluss

mRNA, tRNA und rRNA sind die drei Haupttypen von RNA in einer Zelle. Alle drei RNA-Typen besitzen eine einzigartige Funktion in der Proteinsynthese. Die mRNA trägt die Botschaft eines bestimmten Proteins vom Zellkern zum Ribosom. Die tRNA-Moleküle bringen spezifische Aminosäuren zu den Ribosomen. Die rRNA-Moleküle sind an der Bildung von Ribosomen, den Organellen, beteiligt, die die Translation erleichtern. Dies ist der Unterschied zwischen mRNA-tRNA und rRNA.

Referenz:

1. „Messenger-RNA (mRNA).“ Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., n.d. Netz. Hier verfügbar. 23. Juli 2017. 2. „TRNA: Rolle, Funktion und Synthese.“ Study.com. N.S., N.D. Netz. Hier verfügbar. 23. Juli 2017. 3. „Ribosomale RNA (rRNA).“ Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., n.d. Netz. Hier verfügbar. 23. Juli 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Prä-mRNA“ von Nastypatty – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia 2. „TRNA-Phe hefe de“ Von Yikrazuul – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 3. „Protein Synthese“ von Mayera in der englischsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia