Die Translation

Bei der Transkription wurde eine Kopie eines Gens hergestellt. Die Erbinformation wurde damit in Form der mRNA transportabel gemacht. Es folgt nun die eigentliche Übersetzung der Erbinformation in ein Protein. Dieser Prozess wird als Translation bezeichnet. Während die Transkription bei Eukaryoten im Zellkern stattfindet, läuft die Translation im Cytosol ab.

Initiation - Start der Translation

Zu Beginn der Translation setzen sich die beiden Ribosomen-Untereinheiten an den Anfang der mRNA. Es entsteht so das funktionsfähige Ribosom.

Eine spezielle ^MettRNA lagert sich mit ihrem Anticodon UAC an das Startcodon AUG. Methionin ist somit die erste Aminosäure eines jeden Peptids. Später, im Verlauf der Protein-Bearbeitung, kann die erste Aminosäure aber wieder abgespalten werden.

Elongation - Verlängerung der Peptidkette

Nach der Initiation befinden sich beide Ribosomen-Untereinheiten an der mRNA, und eine spezielle ^MettRNA hat an das Codon AUG angedockt und dabei die erste Aminosäure Methionin "mitgebracht". Nun kommt die Elongationsphase, also die Verlängerungsphase der mRNA. Schauen wir uns dazu das folgende Bild an:

Elongationsphase der Translation
Autor: Ulrich Helmich, Lizenz: siehe Seitenende.

1. Die ^MettRNA befindet sich in der sogenannten P-Stelle des Ribosoms (in der oberen Untereinheit). Die E-Stelle und die A-Stelle sind nicht besetzt.
2. Die A-Stelle enthält das Codon UAC. An dieses Codon hat nun eine ^TyrtRNA mit dem Anticodon AUG angedockt.
3. Das "Peptid" der P-Stelle (P steht auch für "Peptid"!) besteht hier aus nur einer Aminosäure, wir befinden uns ja noch ganz am Anfang der Translation und haben gerade die Initiationsphase hinter uns gebracht. Dieses Peptid wird nun komplett auf die Aminosäure in der A-Stelle übertragen. Dort befindet sich danach also ein Dipeptid.
4. Das Ribosom rückt nun drei Basen weiter in Richtung auf das 3'-Ende der mRNA. So gelangt die tRNA, die sich in der P-Stelle befindet, automatisch in die E-Stelle. Die tRNA der A-Stelle mit ihrem Peptid kommt ebenso automatisch in die P-Stelle.
5. Die nicht mehr beladene tRNA verlässt die E-Stelle (E steht für "Exit"), und die nächste tRNA (^AlatRNA) "wartet" schon darauf, dass sie in die A-Stelle hinein kann, um an das nächste Codon CGU anzudocken. Das A steht übrigens für "Aminosäure".

Die Translation
Autor: LadyofHats 2008, Lizenz: public domain

Auf diesem Bild von Mariana Ruiz Villarreal (Lady of Hats) sieht man die Elongationsphase noch einmal sehr schön dargestellt. Wie in vielen anderen Büchern und Internetquellen wurde die E site hier nicht dargestellt. Außerdem muss man das Bild hier von links nach rechts lesen; die A site befindet sich links in dem Ribosom. Ich bin mir auch nicht sicher, ob der gelbe Pfeil von der Aminosäure in der A site zum Peptid in der P site richtig herum gezeichnet ist. An sich wird das Peptid auf die Aminosäure in der A site übertragen.

Termination - das Ende der Translation

Die Translation terminiert (wird beendet), wenn ein Stopp-Codon in der A-Stelle des Ribosoms liegt. Für das Codon UGA und die anderen Stopp-Codons gibt es keine tRNA, die ein komplementäres Anticodon hat. Der Elongationsmechanismus wird daher unterbrochen, das Ribosom zerfällt in seine beiden Untereinheiten, und die Translation stoppt.

Die mRNA existiert natürlich noch ein paar Minuten weiter, und in dieser Zeit können andere Ribosomen an den Anfang der mRNA andocken und erneut mit einer Translation beginnen. Ein einziges mRNA-Molekül kann also viele Peptid- oder Protein-Moleküle produzieren. Bei Bakterien wie Escherichia coli hat man sogar beobachtet, dass viele Ribosomen hintereinander auf der mRNA sitzen und Peptide produzieren; man spricht dann von Polysomen.