Proteinsynthese

Zusammenfassung

Wir stellen die Frage: Wie können Gene, also Abschnitte auf DNS-Makromolekülen, das Geschehen in der Zelle beeinflussen? — Eine Antwort auf diese Frage gibt zum Beispiel die Ein Gen → ein Enzym-Hypothese. Diese Hypothese besagt, daß ein Gen (gemeint sind in erster Linie Kerngene) die genetische Information für ein bestimmtes spezifisches Enzym enthält. In verfeinerter Form behauptet die Hypothese, daß die Nucleotidsequenz eines Gens die Aminosäuresequenz eines Enzymproteins bestimme. — Da die Enzyme in der Zelle bevorzugt im Plasma synthetisiert werden, stellt sich die Frage, wie die DNS der Chromosomen die spezifische Proteinsynthese im Plasma dirigieren kann. Diese Frage wird grundsätzlich durch die Hypothese beantwortet, die auf der Abb. 42 illustriert ist: Die Nucleotidsequenz des Gens wird umgeschrieben in die Nucleotidsequenz einer messenger-RNS, die an der genetischen DNS mit Hilfe des Enzyms RNS-Polymerase gebildet wird. Die mRNS-Moleküle sind beweglich. Sie können den Kern verlassen und mit Ribosomen Kontakt aufnehmen. Dort wird die Nucleotidsequenz in eine Aminosäuresequenz übersetzt. Es erfolgt also eine spezifische Polypeptidsynthese nach Maßgabe der mRNS. Die fertige Polypeptidkette löst sich vom Ribosom, faltet sich zur Sekundär- und Tertiärstruktur und führt als Enzym eine spezifische Katalyse durch (Abb. 11). — Mehr oder minder schnell wird das Protein denaturiert. Das inaktive Protein wird nun selber enzymatisch in seine Bausteine, die Aminosäuren, aufgelöst. — Die Hypothese, welche auf der Abb. 42 illustriert ist, leistet enorm viel. Sie erklärt, wie genetische Information der chromosomalen DNS in spezifische Enzymaktivität umgesetzt wird, und sie erklärt im Prinzip das Phänomen der „Regulation“. Die beschränkte „Lebensdauer“ der Enzymmoleküle — im Gegensatz zur unbeschränkten „Lebensdauer der Gene — ist die Voraussetzung dafür, daß die Zelle ihre Enzymausstattung verändern kann, je nachdem, welche Gene „aktiv“ sind. Eine besonders rasche Regulationsfähigkeit ist dann zu erwarten, wenn nicht nur die Enzyme, sondern auch die Moleküle der mRNS eine relativ kurze „Lebensdauer“ aufweisen, ehe sie durch Ribonucleasen abgebaut werden. — Die auf der Abb. 42 skizzierte Hypothese, die sich bisher auch bei der Anwendung auf kernhaltige Zellen hervorragend bewährt hat, sei nun etwas genaueausgeführt.