proteinsynthese

Die Proteinsynthese ist der biologische Prozess, durch den Zellen Proteine herstellen. Sie ist ein zentraler Bestandteil der Genexpression und umfasst zwei Hauptphasen: Transkription und Translation. In Eukaryoten erfolgt die Transkription der DNA in mRNA im Zellkern; bei Prokaryoten findet sie im Cytoplasma statt. Aus Vorläufer-mRNA entstehen reife mRNA durch Kappenbildung, Spleißen und Polyadenylierung.

Die Translation nutzt Ribosomen als Maschinerie, um aus der mRNA eine Proteinkette zu erzeugen. Die mRNA dient als Vorlage; tRNA-Ladungen liefern die passenden Aminosäuren zu den Codons. Der Prozess beginnt mit dem Startkodon AUG und endet bei Stopcodons UAA, UAG oder UGA. Er verläuft in Initiation, Elongation und Termination und erfordert Initiations-, Elongations- und Terminationsfaktoren sowie GTP als Energieträger. Ribosomen bestehen aus rRNA und Proteinen; Prokaryoten besitzen 70S (30S + 50S), Eukaryoten 80S (40S + 60S). In Mitochondrien und Chloroplasten kommen ebenfalls 70S-Ribosomen vor.

Nach der Proteinsynthese erfolgt Faltung und Modifikation. Chaperone unterstützen die korrekte Faltung; posttranslationale Modifikationen wie Phosphorylierung, Glykosylierung oder Proteolyse beeinflussen Aktivität, Lokalisierung und Stabilität. Die Regulation der Proteinsynthese erfolgt auf mehreren Ebenen, u. a. Transkriptionskontrolle, mRNA-Stabilität, Translation und Proteinabbau über das Ubiquitin-Proteasom-System.

Die Proteinsynthese ist grundlegend für alle zellulären Funktionen und ermöglicht Enzyme, Strukturproteine, Signalmoleküle und Transportproteine. Sie steht im Zentrum des zentralen Dogmas der Molekularbiologie und ist eng mit Genexpression, Genregulation und Stoffwechselsteuerung verbunden.