CodonErkennung

CodonErkennung bezeichnet in der Molekularbiologie den Prozess, durch den tRNA-Moleküle während der Proteinsynthese die mRNA-Codons erkennen und damit die passende Aminosäure zu einem wachsenden Polypeptid liefern. Diese Erkennung basiert auf der Basenpaarung zwischen dem Codon auf der mRNA und dem Anticodon auf der tRNA sowie auf der sachgerechten Verfügbarkeit der passenden tRNA im Ribosom.

Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte gliedern. Zunächst wird jede tRNA von ihrer Aminosäure durch eine Aminoacyl-tRNA-Synthetase beladen. Anschließend transportiert ein GTP-gekoppelter Faktor (in Bakterien EF-Tu, in Eukaryoten eEF1A) die beladene tRNA zum Ribosom. Im A-Stelle der Ribosomen erfolgt die Codon-Erkennung durch das Anticodon der tRNA; hier kontrolliert das Ribosom die Richtigkeit der Paarung. Die meisten Codons werden durch eine Watson-Crick-Basenpaarung erkannt, wobei am dritten Basenpositionalpunkt (Wobble-Stelle) flexible Regeln gelten, wodurch eine tRNA mehrere Codons erkennen kann. Nach korrekt erfolgter Erkennung wird eine Peptidbindung zwischen der neuen Aminosäure und dem wachsenden Polypeptid gebildet; GTP wird hydrolysiert und die tRNA wird entlassen.

Fehlerarme Codon-Erkennung hängt eng mit der Qualitätssicherung zusammen. Die richtige Beladung der tRNA durch Aminoacyl-tRNA-Synthetasen und eine energetisch begünstigte Abfolge der Grundreaktionen in der Ribosom-Decoding-Position sichern hohe Translationseffizienz. Fehlpaarungen können zu Fehlkontakten oder Missense-Fehlern führen, was Auswirkungen auf Faltung und Funktion des Proteins haben kann. Stopcodons werden durch Release-Faktoren erkannt und führen zur Termination der Translation.