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Lexikon der Ernährung: Proteinbiosynthese

Proteinbiosynthese, Translation, E protein biosynthesis, translation, ein zyklischer, energieverbrauchender Mehrschrittprozess, in dem freie Aminosäuren der Zellen zu Polypeptiden / Proteinen mit genetisch determinierter Sequenz polymerisiert werden. Bei der P. geschieht die Übersetzung der genetischen Information, die in der Nucleotidsequenz der messenger-RNA (mRNA) gespeichert ist, in die Aminosäuresequenz (= Primärstruktur) des Proteins, sie stellt somit einen Teilschritt der Genexpression dar. Das Abfangen der mRNA durch eine komplementäre RNA unterdrückt die P., was man sich beim Antisense-Konzept zu Nutze macht.
An der P. sind messenger-RNA, Ribosomen, transfer-RNA, Aminosäuren sowie eine Reihe von Enzymen und Proteinfaktoren beteiligt, die meist mehr oder weniger fest integrierte Bestandteile der Ribosomen sind. Außerdem sind als niedermolekulare Cofaktoren Kationen und als Energielieferanten ATP und GTP notwendig. Der Vorgang läuft bei Prokaryoten und Eukaryoten in ähnlicher Weise ab, wenngleich letztere mehr Faktoren einbeziehen.
Die gebildeten Proteine erhalten ihre Sekundär- und Tertiärstruktur bereits während des Syntheseprozesses. In vielen Fällen unterliegen sie einer nachträglichen Prozessierung, wodurch die Moleküle in die biologisch aktive Form überführt werden, z. B. durch Anlagerung bestimmter Gruppen oder durch Abspaltung bestimmter Aminosäuresequenzen (Posttranslationsmodifizierung). Bei der Biosynthese von Sekretproteinen sorgt entsprechend der Signalhypothese eine N-terminal synthetisierte Peptidsequenz für die Anlagerung des Ribosoms an die Membran des rauen endoplasmatischen Reticulums (ER), wodurch das Protein noch während der Synthese durch die Membran in das Innere der Kanälchen des ER geschleust wird, um dann über den Golgi-Apparat und sekretorische Vesikel aus der Zelle geschleust zu werden.

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