Die Synthese von DNA und RNA ist einer der Hauptprozesse in lebenden Organismen, der für die Übertragung und Speicherung genetischer Informationen verantwortlich ist. Der Ort dieses wichtigen Prozesses kann jedoch von verschiedenen Organismen abweichen.
Die Synthese von DNA, die als Träger genetischer Informationen dient, findet an speziellen Stellen der Zelle statt, die Kerne genannt werden. In den Zellkernen von Tieren und Pflanzen befindet sich der Hauptort der DNA-Synthese - der Nukleolus. Hier werden neue DNA-Moleküle gemäß den Anweisungen des DNA-Matrixmoleküls zusammengebaut.
Gleichzeitig kann die Synthese von RNA, die als Vermittler und DNA-Kopierer fungiert, nicht nur im Kern, sondern auch in anderen Teilen der Zelle auftreten. Der Hauptort der RNA-Synthese ist ein spezieller Bereich des Kerns - der Nukleolus. Hier lesen spezielle Proteine Informationen aus der DNA und sammeln RNA-Moleküle gemäß dieser Anweisung. Einige Arten von RNA, wie ribosomale und Transport, werden jedoch in anderen Teilen der Zelle synthetisiert - den Ribosomen bzw. dem Zytoplasma.
DNA- und RNA-Synthese in Zellen
Die Synthese von DNA, auch bekannt als Desoxyribonukleinsäure, findet im Zellkern während des Replikationsprozesses statt. Bei der DNA-Replikation werden zwei DNA-Ketten getrennt, und jede dient als Matrix für die Synthese einer neuen DNA-Kette. Mit Hilfe von Enzymen verbinden sich Nukleotide an die Basis und bilden zwei neue DNA-Ketten. Dieser Prozess ermöglicht es der Zelle, genetische Informationen während der Teilung und des Wachstums des Körpers zu übertragen.
Die Synthese von RNA oder Ribonukleinsäure findet im Zellkern und im Zytoplasma statt. RNA dient als "Vermittler" zwischen DNA und Proteinen, die verschiedene Funktionen in der Zelle erfüllen. Die RNA-Synthese, Transkription genannt, tritt in mehreren Stufen auf. Zuerst entfaltet sich die DNA und ist eine Matrix für die Synthese des Prä-mRNA-Moleküls. Dann wird die Prä-mRNA behandelt, einschließlich der Entfernung überschüssiger Introns und der Verbindung von Exonen. Schließlich bildet sich eine reife mRNA, die in das Zytoplasma austritt und dazu dient, Proteine zu bilden.
| Molekül | Ort der Synthese | Funktion |
|---|---|---|
| DESOXYRIBONUKLEINSÄURE | Zellkern | Speicherung von genetischen Informationen, Übertragung während der Teilung |
| RIBONUKLEINSÄURE | Zellkern und Zytoplasma | Übertragung von Informationen zur Herstellung von Proteinen |
Der Prozess der DNA-Synthese in Zellen
Der Prozess der DNA-Synthese wird unter Beteiligung eines DNA-Polymerase-Enzyms durchgeführt, das in Zellen vorhanden ist. Um mit der Synthese zu beginnen, entfaltet sich die DNA und bildet zwei komplementäre Ketten. Dann fügt das DNA-Polymerase-Enzym mit einer der komplementären Ketten als Matrix Nukleotide zur Basis jeder Kette hinzu. Dies geschieht unter Einhaltung der Komplementaritätsregel, dh Adenin verbindet sich mit Thymin und Cytosin mit Guanin.
Die DNA-Synthese erfolgt auf der Vorderseite der Replikationsgabel, die durch die Trennung von zwei sich ableitenden DNA-Ketten gebildet wird. Als Ergebnis des Syntheseprozesses wird jede Quellkette zur Matrix für die Synthesekette und bildet sogenannte "Tochtermoleküle" der DNA.
Der Prozess der DNA-Synthese in Zellen ist ein wichtiger und kontinuierlicher Teil des Zelllebenszyklus. Die richtige DNA-Synthese ermöglicht es der Zelle, ihre genetische Information beizubehalten und sicherzustellen, dass der Körper als Ganzes richtig funktioniert.
Orte der RNA-Synthese in Zellen
Ein weiterer wichtiger Ort für die RNA-Synthese ist das Mitochondrium - die energetischen Organellen der Zelle. Die mitochondriale RNA (mtRNA) wird in der mitochondrialen Matrix synthetisiert und spielt eine wichtige Rolle bei der Biosynthese von Proteinen innerhalb der Mitochondrien.
Die RNA-Synthese kann auch in Ribosomen auftreten - spezialisierten Strukturen im Zytoplasma und im endoplasmatischen Retikulum. In Ribosomen werden ribosomale RNA (rRNA) und transmissive RNA (tRNA) synthetisiert, die für die Übertragung genetischer Informationen in Proteine notwendig sind.
Darüber hinaus kann RNA in anderen Organellen der Zelle, wie Chloroplasten und Blaualgen, synthetisiert und decodiert werden, wo sie ihre eigenen spezifischen Funktionen haben.
