Warum ist es bei der Transkription nicht egal welchen Strang der DNA eine RNA Polymerase zum Ablesen benutzt?
Es ist ja soweit ich weiß so dass immer klar festgelegt ist von welchem Strang abgelesen wird. Warum? Ist es ´nicht egal von welchem Strang abgelesen und synthetisiert wird? Sind doch eb bede komplemenär aufgebaut und man kann die Information des jeweils anderen Stranges immer zurückrechnen quasi bzw darauf schließen was die Synthese vom anderen Strang ergeben würde
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5′ – TAT TCT CAT TCT AAT GAA GAA – 3′ = kodierend
3′ – ATA AGA GTA AGA TTA CTT CTT – 5′ = codogen
5′ – UAU UCU CAU UCU AAU GAA GAA – 3′ = RNA
Tyr-Ser-His-Ser-Asn-Glu-Glu = Aminosäuresequenz
Wenn wir kodierend und codogen vertauschen würden, also
5′-TTC TTC ATT AGA ATG AGA ATA-3′ – DNA
5′-UUC UUC AUU AGA AUG AGA AUA-3′ – RNA
Phe-Phe-Ile-Arg-Met-Arg-Ile = Aminosäuresequenz
…dann hätten wir eine andere Aminosäuresequenz und andere Proteine* (die Enzyme lesen und synthetisieren in bestimmte Richtungen).
*mal abgesehen vom Startcodon AUG für Met (Methionin) mitten in der Sequenz.
5′ (mRNA) → N-Terminus (Protein)
3′ (mRNA) → C-Terminus (Protein)
5′-Ende: Phosphatgruppe (-PO₄³⁻) am 5′-Kohlenstoff des Zuckers
3′-Ende: Hydroxylgruppe (-OH) am 3′-Kohlenstoff des Zuckers
N-Terminus (Amino-Terminus): das Ende des Proteins, an dem die erste Aminosäure, Methionin (bei Eukaryoten, Startcodon), eingebaut wird. Es ist quasi das “Anfangsende” des Proteins und entspricht dem 5′-Ende der mRNA.
C-Terminus (Carboxyl-Terminus): Das Ende des Proteins, an dem die letzte Aminosäure angehängt wird, und es endet mit einer freien Carboxylgruppe (-COOH). Es entspricht dem 3′-Ende der mRNA.
Ich glaube, das hatte auch was mit dem Funktionsprinzip der Enzyme zu tun bzw. vor allem mit deren Bewegungs- und Syntheserichtung. Ich habe es mir von ChatGPT formulieren lassen…
“Die 5′ → 3′-Richtung der Synthese ist chemisch bedingt durch die vorhandene Hydroxylgruppe (-OH) am 3′-Ende des wachsenden Strangs, die die Reaktion mit dem nächsten Nukleotid ermöglicht. Dies führt zu einer antiparallelen Orientierung der beiden Stränge und bestimmt die Bewegungsrichtung der Enzyme wie DNA-Polymerase und RNA-Polymerase.“
Ich hoffe, das geht ungefähr in die Richtung deiner Gedanken/ Frage…
weil es einen codogenen und einen codierenden Strang der DNA gibt. Die Transkription nutzt den codogenen Strang als Matrize und erhält ein RNA-Produkt, das bis auf Uracil statt Thymin dem codierenden Strang der DNA gleicht. Es ist also im Prinzip, durch die komplementäre Basenpaarung, eine Abschrift von ihm.
Und warum ist es so, dass es genau vorgegeben ist, welcher Strang der codierende Strang ist? Und ist der codierende Strang bimmer ein und derselbe oder wechselt das je nach Trankription bzw. je nach Gen, welches transkribiert wird?
Und: Wenn man die DNA an einer anderen Stelle aufspaltet, könnte man ja auch den anderen Strang benutzen. Die Richtung allein erklärt es also nicht. Weil RNA Polymerase arbeitet ja nur von 5′ nach 3′, was aber theoretisch kein Hindernis wäre auch am anderen Strang zu synthetisieren / zu transkribieren.
Ich könnte ja einfach von der anderen Seite bzw. am anderen ende des des Gens beginnen, dann könnte ich ja auch den anderen Strang benutzen und hätte die richtige Richtung
wie elli7elli schon sagte, erkennt die RNA-Polymerase die Matrize, den codogenen Strang vom DNA-Doppelstrang, am Promotor.
Ein Promotor ist eine DNA-Sequenz, die die RNA-Polymerase benötigt, um an die Matrize zu binden und die Transkription zu starten.
Promotoren sind DNA-Sequenzen, deren Funktion es ist, von Proteinen erkannt zu werden. Wie ein Hubschrauberlandeplatz. Es wird nichts dem Zufall überlassen.
Es gibt sogar zwischen verschiedenen Promotoren immer wiederkehrende, übereinstimmende Basensequenzen, die offenbar vorhanden sein müssen, damit die RNA-Polymerase es erkennen und dort binden kann, die sog. Konsensussequenz. Die Basenfolge am Startpunkt der Transkription und in der Region davor (“minus”-10 und minus-35-Region) sind maßgeblich für Erkennung und Bindung. Dort ergeben sich definierte Kontaktpunkte zwischen DNA und dem Enzym, die teils auf dem codogenen Strang, überwiegend sogar auf dem codierenden Strang liegen. Das Enzym “weiß” daher durch genaue Ausrichtung und Positionierung welcher der beiden Stränge der codogene Strang ist, den es nach dem Aufschmelzen des Doppelstrangs als Matrize nehmen soll.
Naja die Polymerase kann nur in eine bestimmte Richtung arbeiten 😸 also von 5’ in 3’
Die Stränge sind zwar Komplementär ja, aber trotzdem würde die RNA Sequenz komplett anders sein, falls ein anderer Strang verwendet wird
Okay, das ist ereinmal ein Argument.
ABER: Wenn man die DNA an einer anderen Stelle aufspaltet, könnte man ja auch den anderen Strang benutzen. Die Richtung allein erklärt es also nicht.
Ich könnte ja einfach von der anderen Seite des Gens beginnen, dann könnte ich ja auch den anderen Strang benutzen und hätte die richtige Richtung
Theoretisch schon ja, aber die Transkription beginnt nun mal nicht beliebig, sondern durch spezifische Signale. Sie beginnt immer am Promoter, der nur in eine Richtung funktioniert. Der Promotor bestimmt also welcher Strang als Matrize dient und dieser ist für jedes Gen festgelegt. Selbst wenn die DNA jetzt an einer anderen Stelle geöffnet wird, kann die Polymerase nur an einer korrekten Promotor-Sequenz binden und nur in eine Richtung laufen.
Okay, danke dir.
Und ist bei ein und derselben DNA um die es geht, egal welches Gen abgelesen werden soll, immer derselbe Strang die MAtrize von der abgelesen wird oder kann das auch wechseln? Also dass quasi bei dem Gen mal der Strang benutzt wird und beim anderen der jeweils andere? Denke eher, dass die Matrize immer derselbe Strang ist.