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Die Ribosomen - Referat
Die Ribosomen
Das Ribosom ist ein Zellorganell, das aus zwei kugelförmigen Untereinheiten besteht. Zunächst einmal gibt es die Ribosomen in Eukaryonten, die in einer Menge von 10hoch5 bis 10hoch7 vorkommen und einen Durchmesser von 25nm (1Nanometer = 1 Millionstel Millimeter) haben. Ihr Molekulargewicht beträgt 80S (große Untereinheit 60S und kleine Untereinheit 40S). S ist die sogenannte Sedimentationsenheit oder auch früher Svedbergeinheit genannt. Dann können die Ribosomen auch noch in Bakterien vorkommen, hier mit einer Zahl von ca. 10hoch4 und einer Größe von 23nm, also etwas kleiner als in den Eukaryonten. Dementsprechend ist auch ihr Gewicht etwas geringer. Es beträgt 70S (50S für die große Untereinheit und 30S für die kleine).
Außerdem gibt es noch zwei verschiedene Orte, an denen die Ribosomen zu finden sind: Zunächst freischwimmend im Cytoplasma und auf dem rauen Endoplasmatischen Retikulum (ER) sitzend. Die freien Ribosomen erscheinen jedoch auch häufig zu Klümpchen zusammengeballt, Polyribosomen genannt. Zusammen setzt es sich aus Eiweiß und Ribonucleinsäure (RNS) und ist insgesamt 12-20 nm groß.
In den Ribosomen wird die genetische Information in die Bildung von Proteinen übersetzt (Translation). Einfacher gesagt ist jedes Ribosom also die Bildungsstätte aller Proteine. Dabei ist grundsätzlich zu sagen, dass die große Untereinheit die Aminosäuren zu einer Kette verknüpft (Peptidyltransferaseaktivität) und die kleinere Untereinheit für die m-RNA-Erkennung, also die korrekte Reihenfolge der Aminosäuren verantwortlich ist.
Den Vorgang der Proteinherstellung nennt man Protein-Biosynthese. Die wichtige Aufgabe der Ribosomen in diesem Prozess werden wir nun näher erläutern:
Die genetische Information über den Eiweißaufbau befindet sich in der Desoxyribo Nukleinsäure(DNS) des Zellkerns. Um diese Information an die Ribosomen weiterzuleiten, gibt es einen Botenstoff die sogenannte m-RNS oder messenger-RNS. Hierfür entknäult sich der DNS Doppelhelix und trennt sich in der Mitte auf, sodass sich an eine der frei werdenden Seiten (dem sogenannten codogenen Strang), die im Zellkern freibeweglichen RNS-Nucleotide anheften und zu einer langen Einzelkette verbinden. Ist der Kopiervorgang abgeschlossen, trennt sich die m-RNS-Kette von der DNS und verlässt den Kern durch die Kernporen. Bevor die m-RNS an den Ribosomen vorbeiläuft, muss es eine weitere RNS geben, die die im Plasma gebildeten Aminosäuren zu den Ribosomen transportiert. Hierbei handelt es sich um die t-RNS (transfer-RNS), welche aus RNS-Molekülen entsteht, die jeweils drei organische Basen (Triplett) in unterschiedlicher Reihenfolge enthalten und komplementär zur m-RNS sind. Mit Hilfe einer bestimmten Aminosäuren Erkennungsregion werden die Aminosäuren an die t-RNS Moleküle angezogen. Diese setzen sich nun alle nacheinander an ihre passende Codone. Der m-RNS gleitet nun über das Ribosom und die Peptidkette der Aminosäuren wird nun immer länger und bildet schließlich nach Lösung von den Ribosomen, das auf der DNS vorprogrammierte spezifische Eiweiß. Anschließend zerfällt der m-RNS Strang wieder in seine Bestandteile, die Nucleotide.
Zu unterscheiden sind allerdings noch die Orte, an denen die Proteinsynthese im Eukaryonten stattfinden kann. Läuft der Vorgang am freien Ribosom statt, so werden in das zu bildende Protein kurze Aminosäuresequenzen eingebaut, die zur Bestimmung des Ziels dienen. Die bei diesem Prozess entstehenden Produkte sind hauptsächlich Bausteine des Cytosols und anderer Oranganellen, wie z.B des Zellkerns, der Peroxisomen, der Mitochondrien oder der Chloroplasten. Es ist allerdings auch möglich, dass sie zu ribosomalen Proteinen werden, dass aus ihnen im Nukleolus wieder neue Ribosomen entstehen.
Proteine, die an den Ribosomen des rauen ER´s entstehen, müssen zunächst durch den Golgi-Apparat, bevor sie als Sekrete oder in Lysosomen die Zelle verlassen oder sie werden in die Membran von intrazellulären Vesikeln (integrale Proteine) eingebaut.
Da die m-RNS-Stränge gleichzeitig über mehrere Ribosomen gleiten, ist die Leistung der Enzymproduktion beachtlich. Ein Protein von 100 Aminosäuren wird in etwa einer Minute zusammengefügt.
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