Lernziele

  1. Benennen Sie die 3 grundlegenden Teile eines Ribonukleotids.
  2. Benennen Sie 3 Möglichkeiten, wie sich RNA von DNA unterscheidet.
  3. Benennen Sie die Funktion jedes der folgenden Elemente:
    1. tRNA
    2. mRNA
    3. rRNA

RNA ist ein einzelsträngiges Molekül, das aus Bausteinen besteht, die Ribonukleotide genannt werden. Ein Ribonukleotid besteht aus drei Teilen: einem Molekül des Zuckers Ribose, einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe (Abbildung \(\PageIndex{1}\)).

Abbildung \(\PageIndex{1}\): Man beachte die Phosphatgruppe, die an das 5′-Kohlenstoffatom der Ribose gebunden ist, und die stickstoffhaltige Base, in diesem Fall Uracil, die an das 1′-Kohlenstoffatom gebunden ist.

Ribose ist ein ringförmiger 5-Kohlenstoff-Zucker (Abbildung \(\PageIndex{2}\)), der der Desoxyribose ähnlich ist, außer dass er eine Hydroxyl (OH)-Gruppe an seinem 2′-Kohlenstoff hat. Die stickstoffhaltige Base ist an das 1′-Kohlenstoffatom des Zuckers gebunden und die Phosphatgruppe ist an das 5′-Kohlenstoffatom gebunden. Bei der RNA-Synthese wird die Phosphatgruppe eines neuen Ribonukleotids durch das Enzym RNA-Polymerase an das 3′-Kohlenstoffatom eines Ribonukleotids gebunden.

Abbildung (\PageIndex{2}\): Der 5-Kohlenstoff-Zucker Ribose. Bei der Herstellung von Nukleotiden wird die stickstoffhaltige Base an den 1′-Kohlenstoff und die Phosphatgruppe an den 5′-Kohlenstoff gebunden. Die ersten 4 dargestellten Kohlenstoffe bilden den eigentlichen Ring des Zuckers. Das 5′-Kohlenstoffatom fällt vom Ring ab.

Es gibt vier stickstoffhaltige Basen in der RNA: Adenin, Guanin, Cytosin oder Uracil. Adenin und Guanin sind als Purinbasen bekannt, während Cytosin und Uracil als Pyrimidinbasen bezeichnet werden (Abbildung \(\PageIndex{3}\)).

Abbildung \(\PageIndex{3}\): Die vier stickstoffhaltigen Basen in der RNA: Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Adenin und Guanin werden auch als Purinbasen bezeichnet; Cytosin und Uracil werden auch als Pyrimidinbasen bezeichnet. Jedes Ribonukleotid enthält eine dieser vier Basen.

Eine Phosphatgruppe (Abbildung \(\PageIndex{4}\)).

Abbildung \(\PageIndex{4}\): Eine Phosphatgruppe

RNA unterscheidet sich in mehreren Punkten von DNA. Zunächst einmal ist RNA einzelsträngig, nicht doppelsträngig. Im Gegensatz zu DNA-Polymerasen sind RNA-Polymerasen in der Lage, RNA-Nukleotide miteinander zu verbinden, ohne dass ein bereits vorhandener RNA-Strang benötigt wird. Außerdem besitzt die RNA anstelle von Thymin die Base Uracil. Uracil kann, wie Thymin, Wasserstoffbrückenbindungen mit Adenin bilden. Außerdem besitzt die RNA den Zucker Ribose anstelle von Desoxyribose. Schließlich gibt es drei funktionell unterschiedliche Typen von RNA:

  • Messenger-RNA (mRNA): Messenger-RNA kopiert die genetische Information in der DNA durch komplementäre Basenpaarung und trägt diese „Nachricht“ zu den Ribosomen, wo die Proteine zusammengebaut werden.
  • Transfer-RNA (tRNA): Transfer-RNAs nehmen spezifische Aminosäuren auf, übertragen die Aminosäuren zu den Ribosomen und fügen die richtigen Aminosäuren an der richtigen Stelle entsprechend der mRNA-Botschaft ein.
  • Ribosomale RNA (rRNA): Ribosomale RNA und ribosomale Proteine bilden die ribosomalen Untereinheiten.
  • Andere RNA-Transkripte: Es wurde auch eine Vielzahl anderer RNA-Moleküle gefunden, die von der DNA transkribiert werden. Diese RNA-Moleküle werden nicht in Proteine übersetzt, sondern übernehmen eine Vielzahl direkter genetischer Regulationsfunktionen. Beispiele sind Antisense-RNAs, microRNAs und Riboswitch-RNAs.

RNA hat die Base Uracil anstelle von Thymin in der DNA.

Zusammenfassung

  1. RNA ist ein einzelsträngiges Molekül, das aus Bausteinen besteht, die Ribonukleotide genannt werden.
  2. Ein Ribonukleotid besteht aus drei Teilen: einem Molekül des Zuckers Ribose, einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe.
  3. RNA unterscheidet sich von der DNA in mehreren Punkten: RNA ist einzelsträngig, nicht doppelsträngig; im Gegensatz zu DNA-Polymerasen sind RNA-Polymerasen in der Lage, RNA-Nukleotide miteinander zu verbinden, ohne einen bereits existierenden RNA-Strang zu benötigen; RNA hat die Base Uracil anstelle von Thymin, aber wie Thymin kann Uracil Wasserstoffbrückenbindungen mit Adenin bilden; und RNA und hat den Zucker Ribose anstelle von Desoxyribose.
  4. Es gibt drei funktionell unterschiedliche Arten von RNA: Boten-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA) und ribosomale RNA (rRNA).
  5. Messenger-RNA kopiert die genetische Information in der DNA durch komplementäre Basenpaarung und trägt diese „Nachricht“ zu den Ribosomen, wo die Proteine zusammengebaut werden.
  6. Transfer-RNAs nehmen spezifische Aminosäuren auf, übertragen die Aminosäuren zu den Ribosomen und fügen die richtigen Aminosäuren an der richtigen Stelle entsprechend der mRNA-Nachricht ein.
  7. Ribosomale RNA und ribosomale Proteine bilden die ribosomalen Untereinheiten.
  8. Eine Vielzahl anderer RNA-Moleküle, die von der DNA transkribiert werden, wurden ebenfalls gefunden, darunter Antisense-RNAs, microRNAs und Riboswitch-RNAs. Diese RNA-Moleküle werden nicht in Proteine übersetzt, sondern erfüllen eine Vielzahl direkter genetischer Regulierungsfunktionen

Mitwirkende und Zuordnungen

  • Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE OF BALTIMORE COUNTY, CATONSVILLE CAMPUS)

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