ist die reine Zellteilung ihre einzige Strategie der Vermehrung. Sie können sich demnach glücklich schätzen, als Mensch das Licht der Welt erblickt zu haben und sich auf andere Art fortpflanzen zu können!
Vom Gen zum Protein
In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie die Informationen des DNA-Stranges ins Zytoplasma gelangen, sodass daraus Proteine synthetisiert werden können.
Sie kennen bereits die DNA. Nun lassen Sie mich deren Cousin vorstellen, die RNA. RNA bedeutet Ribonukleinsäure. RNA ähnelt der DNA bis auf drei Ausnahmen: Sie ist einsträngig, ihr Zuckerbestandteil ist Ribose (nicht Desoxyribose) und anstelle der Base Thymin (T) verwendet sie die Base Uracil (U). Das heißt, in der RNA paart sich Adenin mit Uracil (A-U). All das müssen Sie wissen, da RNA das Molekül ist, das die genetische Information aus dem Zellkern transportiert und bei der Proteinsynthese mitwirkt. Es existieren drei Arten RNA, die unterschiedliche Funktionen in diesem Zusammenhang erfüllen:
1 Messenger-RNA (mRNA) trägt die genetische Information aus dem Zellkern zu den Ribosomen, den Orten der Proteinsynthese. Ihren Namen verdankt die Messenger RNA dem englischen Begriff »message«, der übersetzt »Botschaft« bedeutet.
2 Ribosomale RNA (rRNA) bildet mit bestimmten Proteinen große »Übersetzungsapparate«, die DNA-Informationen, die auf der mRNA in Form von Dreier-Nukleotiden (Tripletts) gespeichert sind, in die Aminosäure-Sprache übersetzt (translatiert).
3 Transfer-RNA (tRNA) transportiert eine Aminosäure zum Ort der Proteinsynthese.
Während der Transkription dient die Original-DNA-Vorlage als Template (siehe Abbildung 2.4) für die Produktion eines mRNA-Stranges. Der DNA-Strang besteht (wie jede DNA) aus A–T- und G–C-Basenpaarungen. Nun wird er »abgelesen« und anhand der Informationen wird ein mRNA-Strang »geschrieben« (transkribiert). Wenn also auf der Original-DNA die Basenfolge A–G–G–T–A–C abgelesen wird, entsteht daraufhin ein mRNA-Komplementärstrang mit der Sequenz U–C–C–A–U–G.
Abbildung 2.4: Der Ablauf der Proteinsynthese: Transkription im Kern, Translation in den Ribosomen
Warum wird für die Proteinsynthese ein RNA-Strang gebildet, dessen Basenabfolge ein Spiegelbild der DNA ist? Nun, einerseits muss die lebenswichtige DNA unbedingt vor allen Beschädigungen geschützt werden. Und zum anderen müssen mehrere Kopien für die Proteinsynthese gleichzeitig zur Verfügung stehen. Das DNA-Original kann den Kern nicht verlassen, es wäre auch viel zu groß und unhandlich. Daher werden Arbeitskopien in RNA umgeschrieben (das Original wird quasi mehrfach kopiert), die zur Translation ins Zytoplasma gelangen kann.
Bestimmte Nukleotidsequenzen auf der mRNA markieren den Ort, an dem die Translation (also die Übersetzung in ein Protein) beginnen oder stoppen soll. In einem mRNA-Strang gibt es auch Sequenzen, die gar nicht translatiert werden. Sie heißen »Introns« und werden ähnlich wie Filmszenen auf einem Videoband herausgeschnitten (die mRNA wird prozessiert). Diese Abschnitte wurden früher für Platzfüller ohne wirklich nützlichen Informationen gehalten, was allerdings in vielen Fällen nicht stimmt. Die Reste, die dann übrig bleiben – »Exons« genannt – werden enzymatisch zusammengefügt und bilden den reifen mRNA-Strang, der schließlich am Ribosom translatiert wird.
Der genetische Code – der faszinierenderweise für alle Lebewesen gleich lautet – ist eine Sprache, die eine Brücke über die Kluft zwischen Genen und Aminosäuren schlägt. Das Codon »UCG« kodiert beispielsweise für die Aminosäure Tryptophan. (Es gibt insgesamt zwanzig Aminosäuren, und der genetische Code enthält 64 verschiedene Codons. Fast alle Aminosäuren werden durch mehr als nur ein Codon kodiert, für Arginin gibt es zum Beispiel sechs Codons.)
Wenn ein Codon abgelesen wird, erscheint ein Molekül tRNA, das die passende Aminosäure zum Codon trägt. Sie können sich eine Aminosäure als Baustein vorstellen und die tRNA als Lagerarbeiter, der den Baustein »huckepack« heranträgt. Das Codon beinhaltet die geschriebene Anweisung, welchen Baustein der Lagerarbeiter aus den Regalen des »Körper-Supermarkts« nehmen soll. Während ein Lagerarbeiter einen Baustein bringt, erhält ein anderer Arbeiter Instruktionen, einen weiteren Stein zu holen. Baustein für Baustein, Aminosäure für Aminosäure wird so ein Protein zusammengesetzt. Das Protein braucht zuletzt noch etwas Faltarbeit, um für seine Funktion richtig in Form zu kommen, doch das ist sehr schnell erledigt. Nachdem die genetische Information gelesen und die Aminosäuren an den richtigen Plätzen sind, kann der Organismus schon bald das neue Protein nutzen.
Wie ich bereits erwähnt habe, benötigt Ihr Körper ständig neue Proteine, um neue Zellen und Gewebe aufzubauen, Verletzungen zu reparieren, Mikroorganismen zu bekämpfen sowie essenzielle Enzyme und Hormone zu bilden, die das reibungslose Funktionieren Ihrer Körpersysteme garantieren.
Kapitel 3
Ihr Körper – eine fundamentale Sache
IN DIESEM KAPITEL
Warum Zellen grundlegend für das Leben sind
Einblicke in das Innere einer Zelle
Die zahlreichen Aufgaben, die Zellen erfüllen
Dieses Kapitel soll dazu dienen, Ihr Wissen über die grundlegenden im Organismus ablaufenden Prozesse zu festigen. Sie werden einen Blick auf die vielfältigen Aufgaben werfen, die Zellen in jeder Sekunde in Ihrem Körper übernehmen. Da Zellen und Gewebe jeden Teil Ihres Körpers formen, kann man sie als Fundament bezeichnen. Schauen Sie sich nun an, wie aus diesem Fundament ein Körper gebildet wird.
Eine Zelle ist die mikroskopisch kleine Grundeinheit eines Lebewesens. Bevor ich weiter erläutere, dass Zellen die fundamentalen Bausteine des Lebens sind, werde ich die Zellbestandteile näher beleuchten, um sicherzugehen, dass Sie wissen, was eine Zelle ausmacht und worin ihre Aufgaben
