De transcriptie en translatie (eiwitsynthese)
De transcriptie en translatie (eiwitsynthese)
Eiwitten zijn de bouwstenen van het leven.
Eiwitten hebben talloze essentiële functies binnen het lichaam, zoals het opbouwen van weefsels en spieren, het transporteren van voedingsstoffen binnen het lichaam en het opbouwen van enzymen, hormonen en andere afweerstoffen. Eiwitsynthese is het proces waarbij je DNA wordt afgelezen om eiwitten te maken.
Hieronder lees je hoe dit proces stap voor stap verloopt!
Transcriptie
De eerste stap in de eiwitsynthese is het vertalen van de genetische code op het DNA naar een streng m-RNA, messenger-RNA, dat de celkern kan verlaten. De eiwitsynthese vindt plaats in het cytoplasma op de ribosomen, de genetische code voor deze eiwitten ligt echter versleuteld in het DNA van de cel, wat ligt opgeslagen in de celkern. De cel lost dit probleem op door een kopie van het DNA te maken, m-RNA. Deze kopie heet het transcript. Het proces, dus het produceren van het transcript, heet de transcriptie. De genetische code ligt op de coderende streng van het DNA. Hier tegenover ligt de matrijsstreng, ook wel de niet-coderende streng. Deze mattrijsstreng vormt de mal waartegen het m-RNA wordt gemaakt. Om m-RNA te kunnen maken met de matrijsstreng als mal moet het DNA als een rits worden opengeritst. Er ontstaan nu twee stuks enkelstrengs DNA. Vervolgens wordt het enzym RNA-polymerase aan de matrijsstreng gekoppeld. Deze verplaatst zich over de streng. Het RNA-polymerase bindt de stikstofbasen aan elkaar. Als er op de matrijsstreng een nieuwe complementaire streng is gemaakt, laat het RNA-polymerase los van de matrijsstreng. Het geproduceerde m-RNA heeft nu exact dezelfde basenvolgorde als de coderende streng. Het m-RNA is dus feitelijk een kopie van de coderende streng en dus een kopie van de genetische code.
Door splicing worden de introns uit het pre-mRNA verwijderd. Alleen de exons worden dus naar het cytoplasma verzonden. Het is ook mogelijk om vanuit dit mRNA weer DNA te maken, zonder de introns: cDNA (copy-DNA of complement-DNA).
Het grote verschil tussen een streng DNA en een streng m-RNA is dat in het m-RNA thymine (T) is vervangen door uracil (U). Door uracil in te bouwen in plaats van thymine “weet” de cel dat hij niet bezig is met de verdubbeling van DNA (replicatie), maar met de productie van m-RNA (transcriptie). Na dit proces is het m-RNA klaar om de celkern te verlaten. In het cytoplasma kan nu met behulp van ribosomen, het endoplasmatisch reticulum (ER) en het Golgi-systeem de productie van eiwitten (translatie) beginnen.
Zo werkt de app
Translatie
De volgende stap in de eiwitsynthese is het vertalen van m-RNA in de bouwstenen voor eiwitten: de aminozuren. Hierbij zijn het startcodon en het stopcodon erg belangrijk. Het startcodon, AUG op het m-RNA, wordt herkend door het ribosoom. Hier start de translatie. Drie basen samen coderen voor één aminozuur. Het startcodon is dus altijd AUG, dit codeert voor Methionine. Methionine is dus altijd het eerste aminozuur. Het ribosoom zal zo elk codon na AUG vertalen in een aminozuur.
De translatie vindt plaats door het t-RNA. Dit staat voor transfer-RNA. T-RNA bevindt zich in het cytoplasma. Het vervoert de aminozuren naar de ribosomen die verantwoordelijk zijn voor de eiwitsynthese. Het t-RNA heeft zowel een aminozuur als een anticodon aan zich gebonden. Dit anticodon bestaat uit drie nucleotiden, die zich binden aan het juiste stukje m-RNA. CUG in het m-RNA koppelt dus aan GAC op het t-RNA. Ditzelfde stukje t-RNA heeft het aminozuur Leucine aan zich gekoppeld. Wanneer al deze codons vertaald worden naar aminozuren, ontstaat de aminozuurvolgorde. De aminozuren worden met een peptidebinding aan elkaar gekoppeld. Deze ketting van aminozuren gaat door tot het eiwit af is en het ribosoom een stopcodon tegen komt. Wanneer dit stopcodon wordt bereikt, laat het ribosoom los en is de aminozuurketting af. Om hier vervolgens een functionerend eiwit van te maken, moeten er aan deze ketting nog suikergroepen en andere groepen worden toegevoegd. Dit vindt plaats in het endoplasmatisch reticulum (ER) en het Golgi-apparaat.
In het Golgi-apparaat krijgen de eiwitten ook een bestemmingslabel. De in de cel geproduceerde eiwitten kunnen drie eindbestemmingen hebben. De eiwitten kunnen in het cytoplasma van de cel blijven, daar worden ze deel van de spijverteringsblaasjes van de cel, ook wel lysosomen genoemd. Daarnaast kunnen de eiwitten worden afgegeven buiten de cel, bijvoorbeeld voor de productie van hormonen en spijsverteringssappen. Ook kunnen eiwitten terecht komen in het celmembraan van de cel waar deze eiwitten kunnen gaan functioneren als receptoren voor hormonen of als ionenkanaaltjes.
Oefenopgaven
- Een stukje enkelstrengs DNA heeft deze volgorde:5′ CGGCATTAC 3′
Wat is het complementaire enkelstrengs DNA? 2. Welk organel speelt een belangrijke rol bij de koppeling van aminozuren aan het t-RNA?
Extra uitleg nodig over eiwitsynthese of biologie in het algemeen? Onze coaches kunnen jou ook 1-op-1 begeleiden!
Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:
Werkt u in het vo of mbo? Plan direct een vrijblijvende demonstratie in!
We laten u graag geheel vrijblijvend zien hoe Mr. Chadd werkt, hoe het kan worden ingezet en wat de meerwaarde is. Dit doen we in een fysieke of online afspraak van zo'n 30 minuten. Let op! Deze demonstratie is alleen bedoeld voor mensen die werkzaam zijn in het vo of mbo, NIET voor leerlingen!
Meer informatie over Mr. Chadd
Laat hieronder uw gegevens achter en we sturen u geheel vrijblijvend meer informatie over Mr. Chadd op!
Werkt u in het vo of mbo? Neem contact op!
Bent u benieuwd naar de voordelen van Mr. Chadd of heeft u andere vragen? Laat uw gegevens achter en wij nemen zo snel mogelijk contact op.