Hauptunterschied – mRNA, tRNA und rRNA
mRNA, tRNA und rRNA sind die drei Haupttypen von RNA in der Zelle. Typischerweise ist die RNA ein einzelsträngiges Molekül, das aus Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil besteht. Der Pentosezucker ist die Ribose in allen RNA-Nukleotiden. RNA wird durch Transkription mit Hilfe des Enzyms RNA-Polymerase hergestellt. Obwohl sich die einzelnen RNA-Typen in ihrer Funktion stark unterscheiden, sind alle drei RNA-Typen hauptsächlich an der Proteinsynthese beteiligt. Der Hauptunterschied zwischen mRNA, tRNA und rRNA besteht darin, dass mRNA die kodierenden Anweisungen einer Aminosäuresequenz eines Proteins trägt, während tRNA spezifische Aminosäuren zum Ribosom trägt, um die Polypeptidkette zu bilden, und rRNA mit Proteinen verbunden ist, um Ribosomen zu bilden.
Schwerpunktthemen
1. Was ist mRNA
– Definition, Merkmale, Funktion
2. Was ist tRNA
– Definition, Merkmale, Funktion
3. Was ist rRNA
– Definition, Merkmale, Funktion
4. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen mRNA, tRNA und rRNA
– Überblick über die gemeinsamen Merkmale
5. Was ist der Unterschied zwischen mRNA tRNA und rRNA
– Vergleich der Hauptunterschiede
Schlüsselbegriffe: Alternative Verarbeitung, Messenger RNA (mRNA), Ribosomale RNA (rRNA), Ribosomen, Proteine, Transkription, Translation, Transfer RNA (tRNA)
Was ist mRNA
Messenger RNA (mRNA)-Moleküle transportieren ein Transkript eines Gens, das für ein bestimmtes funktionelles Protein kodiert, vom Zellkern zu den Ribosomen. Die Herstellung von mRNA erfolgt durch einen Prozess, der Transkription genannt wird. Das an der Transkription beteiligte Enzym ist die RNA-Polymerase. In Eukaryoten werden die prä-mRNA-Moleküle durch posttranskriptionelle Modifikationen zu reifen RNA-Molekülen verarbeitet. Die Verarbeitung der prä-mRNA umfasst die 5′-Cap-Addition, das Editing und die Polyadenylierung. Am vorderen Ende des 5′-Endes wird eine 7-Methylguanosin-Kappe angefügt. Einige Änderungen an der mRNA-Sequenz sind durch Editieren der Sequenz möglich. Ein Poly(A)-Schwanz mit etwa 250 Adenosinresten wird am 3′-Ende des mRNA-Moleküls angefügt, um es vor dem Abbau durch Exonukleasen zu schützen. Die eukaryotische prä-mRNA hingegen besteht sowohl aus Introns als auch aus Exons. Alternatives Spleißen ist ein weiterer Prozess, bei dem verschiedene Kombinationen von Exons zusammengespleißt werden, um aus einem einzigen prä-mRNA-Molekül mehrere Arten von Proteinen herzustellen. Prokaryotische mRNA ist in der Lage, nach der Translation nur einen einzigen Proteintyp zu produzieren.
Abbildung 1: Pre-mRNA-Verarbeitung
Die reifen mRNA-Moleküle werden durch die Kernpore in das Zytoplasma exportiert. Die reife mRNA wird in eine Aminosäuresequenz eines bestimmten Proteins in einem Prozess übersetzt, der Translation genannt wird. Die Translation wird durch Ribosomen im Zytoplasma erleichtert. Die Transkription einer DNA-Sequenz in ein mRNA-Molekül und die Translation eines mRNA-Moleküls in ein Protein werden als das zentrale Dogma der Molekularbiologie bezeichnet. Die kodierende Region jedes mRNA-Moleküls besteht aus Codons, d. h. drei Nukleotiden, die für eine bestimmte Aminosäure der Polypeptidkette stehen. Die Bildung der reifen RNA aus der prä-mRNA ist in Abbildung 1 dargestellt.
Was ist tRNA
Die Transfer-RNA (tRNA) ist eine Art von Haupt-RNA, die während der Translation Aminosäuren zu den Ribosomen bringt. Jedes Codon im mRNA-Molekül wird vom Anticodon der tRNA gelesen, um die spezifische Aminosäure zum Ribosom zu bringen. Ein tRNA-Molekül besteht in der Regel aus etwa 76 bis 90 RNA-Nukleotiden. Die Sekundärstruktur der tRNA hat die Form eines Kleeblatts. Sie besteht aus vier Schleifenstrukturen, die als D-Schleife, Anticodon-Schleife, variable Schleife und T-Schleife bekannt sind. Die Anticodon-Schleife besteht aus einem spezifischen Anticodon, das das Komplement-Codon im mRNA-Molekül abtastet.
Abbildung 2: Transfer-RNA
Ein tRNA-Molekül besteht auch aus einem Akzeptor-Stamm, der aus einer 5′-terminalen Phosphatgruppe besteht. Die Aminosäure wird in den CCA-Schwanz am Ende des Akzeptorstamms geladen. Einige Anticodons bilden Basenpaare mit mehreren Codons durch die Wobble-Basenpaarung. Die Sekundärstruktur eines tRNA-Moleküls ist in Abbildung 2 dargestellt.
Was ist rRNA
Ribosomale RNA (rRNA) ist eine Art von Haupt-RNA, die zusammen mit ribosomalen Proteinen an der Bildung von Ribosomen beteiligt ist. Das Ribosom ist das protein-synthetisierende Organell in der Zelle, das die kodierende Sequenz auf einem mRNA-Molekül in eine Polypeptidkette übersetzt. Die Synthese der rRNA findet im Nukleolus statt. Es werden zwei Arten von rRNA-Molekülen synthetisiert: kleine rRNA und große rRNA. Beide rRNA-Moleküle verbinden sich mit ribosomalen Proteinen und bilden eine kleine und eine große Untereinheit. Die große Untereinheit der rRNA dient als Ribozym, das die Bildung von Peptidbindungen katalysiert. Während der Translation kommen die kleine und die große Untereinheit zusammen und bilden das Ribosom. Das mRNA-Molekül ist zwischen der kleinen und der großen Untereinheit eingebettet. Jedes Ribosom besteht aus drei Bindungsstellen für die Bindung von tRNA-Molekülen. Dies sind die A-, P- und E-Stellen. Die A-Stelle bindet an die Aminoacyl-tRNA. Die Aminoacyl-tRNA enthält eine bestimmte Aminosäure. Das Aminoacyl-tRNA-Molekül an der P-Stelle wird an die wachsende Polypeptidkette gebunden. Dann bewegt sich das Aminoacyl-tRNA-Molekül zur E-Stelle.
Abbildung 3: Proteinsynthese
Prokaryoten bestehen aus 70S-Ribosomen, die sich aus der kleinen 30S-Untereinheit und der großen 50S-Untereinheit zusammensetzen. Eukaryoten bestehen aus 80S-Ribosomen, die sich aus der kleinen Untereinheit 40S und der großen Untereinheit 60S zusammensetzen. Die Proteinsynthese ist in Abbildung 3 dargestellt.
Ähnlichkeiten zwischen mRNA, tRNA und rRNA
- Jede mRNA, tRNA und rRNA werden von den Genen im Zellkern kodiert.
- Die mRNA, tRNA und rRNA bestehen aus Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil.
- Sowohl mRNA als auch rRNA sind einzelsträngige Moleküle.
- Sowohl rRNA als auch tRNA arbeiten nicht mit DNA zusammen.
Unterschied zwischen mRNA tRNA und rRNA
Definition
mRNA: Eine mRNA ist ein Untertyp eines RNA-Moleküls, das einen Teil des DNA-Codes zur Verarbeitung an andere Teile der Zelle weiterleitet.
tRNA: Ein tRNA-Molekül ist ein kleines RNA-Molekül, das kleeblattförmig ist und eine bestimmte Aminosäure im Zytoplasma an das Ribosom überträgt.
rRNA: Ein rRNA-Molekül ist ein Bestandteil des Ribosoms und dient als Organelle der Translation.
Form
mRNA: Die mRNA hat eine lineare Form.
tRNA: Die tRNA ist ein kleeblattförmiges Molekül.
rRNA: Die rRNA ist ein kugelförmiges Molekül.
Funktion
mRNA: Die mRNA transportiert die Botschaft der Transkript-DNA-Codes von Polypeptiden vom Zellkern zu den Ribosomen.
tRNA: Die tRNA transportiert spezifische Aminosäuren zum Ribosom und unterstützt die Übersetzung.
rRNA: Die rRNA ist mit spezifischen Proteinen verbunden, um Ribosomen zu bilden.
Codon/Anticodon
mRNA: Die mRNA besteht aus Codons.
tRNA: Die tRNA besteht aus Anticodons.
rRNA: Der rRNA fehlen Codon- oder Anticodon-Sequenzen.
Größe
mRNA: Die Größe des mRNA-Moleküls beträgt bei Säugetieren typischerweise 400 bis 12.000 nt.
tRNA: Die Größe des tRNA-Moleküls beträgt 76 bis 90 nt.
rRNA: Die Größe der rRNA kann entweder 30S, 40S, 50S oder 60S betragen.
Schlussfolgerung
mRNA, tRNA und rRNA sind die drei Haupttypen von RNA in einer Zelle. Alle drei RNA-Typen haben eine bestimmte Funktion bei der Proteinsynthese. Die mRNA transportiert die Botschaft eines bestimmten Proteins vom Zellkern zum Ribosom. Die tRNA-Moleküle bringen spezifische Aminosäuren zu den Ribosomen. Die rRNA-Moleküle sind an der Bildung von Ribosomen beteiligt, den Organellen, die die Übersetzung erleichtern. Dies ist der Unterschied zwischen mRNA, tRNA und rRNA.
Referenz:
1. „Messenger RNA (mRNA).“ Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. n.d. Web. Available here. 23. Juli 2017.
2. „TRNA: Role, Function & Synthesis.“ Study.com. N.p., n.d. Web. Available here. 23. Juli 2017.
3. „Ribosomale RNA (rRNA).“ Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc. n.d. Web. Available here. 23. Juli 2017.
Image Courtesy:
1. „Pre-mRNA“ By Nastypatty – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. „TRNA-Phe yeast en“ By Yikrazuul – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. „Protein synthesis“ By Mayera at the English language Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
