Das zentrale Dogma der Molekularbiologie beschreibt den Informationsfluss von DNA über RNA in Proteine. Dieser Informationsfluss wird als Genexpression bezeichnet. Es geschieht durch zwei Hauptprozesse: Transkription und Übersetzung. Transkription ist die Synthese eines RNA-Moleküls, das die kodierende Sequenz eines Gens enthält. Die Translation folgt der Transkription und bei der die Aminosäuresequenz eines Gens basierend auf der kodierenden Sequenz in der mRNA synthetisiert wird.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie? – Der Informationsfluss in der DNA 2. Was sind die ungewöhnlichen Informationsflüsse? – Reverse Transkription, RNA-Replikation, direkte Translation

Schlüsselbegriffe: Zentrales Dogma der Molekularbiologie, DNA, Proteine, RNA, Transkription, Übersetzung

Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie?

Das zentrale Dogma der Molekularbiologie beschreibt den Prozess, bei dem die Informationen der Gene in Proteine ​​einfließen: DNA → RNA → Protein. DNA enthält Gene, die für Proteine ​​kodieren. RNA ist das Zwischenprodukt zwischen DNA und Proteinen. Es transportiert Informationen in Genen vom Zellkern zum Zytoplasma bei Eukaryoten. Proteine ​​sind die Determinanten der Struktur und Funktion einer bestimmten Zelle. Ein Protein besteht aus einer Aminosäuresequenz, die die kodierende Sequenz eines Gens ist. Genexpression ist der Prozess der Synthese von Proteinen basierend auf den Anweisungen in Genen. Die beiden Schritte der Genexpression sind Transkription und Translation.

Abbildung 1: Zentrales Dogma der Molekularbiologie

Was sind ungewöhnliche Informationsflüsse?

Neben dem universellen Informationsfluss von DNA über RNA bis hin zu Proteinen treten bei verschiedenen Arten von Organismen einige alternative Mechanismen auf. Reverse Transkription, RNA-Replikation und direkte Übersetzung von DNA in Proteine ​​sind drei dieser ungewöhnlichen Informationsflüsse.

Reverse Transkription

Die Übertragung der Informationen von RNA in DNA erfolgt während des reversen Transkriptionsprozesses. Es kommt hauptsächlich bei Retroviren wie HIV vor. Reverse Transkription tritt auch in Retrotransposons und während der Telomersynthese in Eukaryoten auf. Nach der reversen Transkription fließen die Informationen wie gewohnt von cDNA über RNA zu Proteinen.

RNA-Replikation

Das Kopieren der RNA-Informationen in eine andere RNA geschieht während des RNA-Replikationsprozesses. Das an der RNA-Replikation beteiligte Enzym ist die RNA-abhängige RNA-Polymerase. Es tritt während des RNA-Silencing und der RNA-Editierung in Eukaryoten auf.

Direkte Übersetzung

Eukaryotische Ribosomen können in vitro Proteine ​​aus einzelsträngiger DNA synthetisieren. Abbildung 2 zeigt die drei Arten ungewöhnlicher Informationsflüsse in grünen Pfeilen.

Abbildung 2: Ungewöhnlicher Informationsfluss

Abschluss

Das zentrale Dogma der Molekularbiologie beschreibt den Informationsfluss von DNA über RNA zu Proteinen. Die Proteinsynthese ist der Mechanismus der Genexpression. Es erfolgt durch die Transkription von DNA in RNA und Translation von RNA in Proteine.

Referenz:

1. „4.1 Zentrales Dogma der Molekularbiologie.“ CK-12 Foundation, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Zentrales Dogma der molekularen Biochemie mit Enzymen“ von Dhorspool bei en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia2. „Erweitertes zentrales Dogma mit Enzymen“ von Benutzer: Dhorspool (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia