Translation

Der Prozess der Translation bezeichnet die Synthese von Proteinen in lebenden Zellen.

Dabei wird die mRNA-Information in Aminosäureinformation übersetzt. Die Translation ist ein der Transkription nachfolgender Prozess. Translation findet an den Ribosomen im Zytosol (Pro- und Eukaryoten) oder dem rauen endoplasmatischen Retikulum statt (nur Eukaryoten).

Translation in Prokaryoten

Die mRNA als Kopie der DNA dient als Vorlage für die Proteinherstellung. Biologische Prozesse, so auch die Translation, sind oftmals in folgende drei Schritte unterteilt:

• Initiation,
• Elongation und
• Termination.

Initiation der Translation

Vor Beginn der eigentlichen Translation müssen sich die Untereinheiten (UE) des Ribosoms und die Initiationsfaktoren (IF) zusammenfinden. Die Initiationsfaktoren IF 1, 2 und 3 binden an die kleine 30S-UE des Ribosoms. GTP wird ebenfalls mit angelagert. Initiator-tRNA und mRNA binden gleichfalls an die 30S-UE, IF1 und 3 werden freigesetzt. IF2 markiert die Stelle am Ribosom, an der sich die Shine-Dalgarno-Sequenz (= Ribosomen-Bindestelle) befindet, die Initiator-tRNA bindet am Startcodon.

In der Regel ist die Initiator-tRNA mit Methionin bestückt. Das Startcodon ist meist AUG. Dieses Konstrukt wird als 30S-Initiatorkomplex bezeichnet. Die 50S-UE bindet unter Hydrolyse des GTP zu GDP, IF2 wird ebenfalls freigesetzt. So entsteht der 70S-Initiationskomplex.

Im Ribosom liegen folgende Bindestellen vor:

• A-Site: Hier kommt die neue Aminosäure hinzu (A = amino acid).
• P-Site: Hier wird die Peptidkette aneinandergeknüpft und festgehalten (P = peptide).
• E-Site: Hier werden die tRNAs wieder freigesetzt (exit).

Elongation der Translation

Im Elongationsschritt werden Aminosäuren an die wachsende Polypeptidkette geknüpft. Schritt für Schritt wächst das Protein um eine Aminosäure. Die tRNA (gebunden an einen Elongationsfaktor (GTP)) wird in die A-Site eingeführt. Unter Hydrolyse des GTP zu GDP wird die Peptidbindung zwischen der bereits bestehenden Polypeptidkette (in P-Site) und der neu dazugekommenen Aminosäure (A-Site) platziert. Anschließend wird der Elongationsfaktor (GDP) freigesetzt. Ist eine falsche Aminosäure eingebaut worden, wird diese ebenfalls entfernt!
In der Literatur gehen die Meinungen über die Sites auseinander: Während die einen alle Sites angeben (E-, A-, P-Site), erkennen die anderen nur A- und P-Site an!

Termination der Translation

Letzter Schritt der Translation. Taucht ein Stopp-Codon (UAG, UAA, UGA) in der RNA-Sequenz auf, wird die A-Site vom Release factor besetzt. Dies führt zur Auflösung des Ribosomenkomplexes. Sowohl die neue Polypeptidkette als auch die „letzte“ tRNA sowie der Release factor werden freigesetzt. Das Ribosom zerfällt in die ribosomalen Untereinheiten 30S und 50S.

Translation in Prokaryoten (Gezeigt ist der Elongationsschritt)

Das Lernvideo fasst nochmals die Vorgänge der Transkription in Prokaryoten zusammen und erläutert anschließend die Translation in Prokaryoten in Grundzügen: