PBC Basics: Transkription

0:41 Deswegen starten wir jetzt doch gleich mit der Transkription. Regulation. Wir gehen nochmal mit der Regulation der Transkription. Meiner, Hand ist rum. Hand ist oben, könnt ihr jetzt zwar nicht wahrnehmen, aber Hand ist oben.

1:16 Die leisen Laute werden immer weggeschnitten.

1:20 So, hier ist der Maritzen Moritz. Leo? Matrizen Moritz. Matrizen Moritz. Sag was.

1:32 Achso, ich, hallo.

1:33 Der Proteinbauer.

1:35 Ja, das bin ich, weil ich mit Nachnamen Bauer heiße.

1:37 Ich bin der Lack Operon Leo. So, Einstieg schon mal verschissen. Geil. Also, mRNA macht gerade überall die Runde. Ich glaube, auch für die Leute, die uns erst in fünf Jahren hören, ich glaube, Corona wird immer ein Ding bleiben für die nächsten, das nächste Jahrzehnt. Also sind wir immer up to date.

1:55 Nein, nein, nein, nein.

1:57 Nee, machen wir nicht. Omega? Über so eine Scheiße reden wir nicht.

2:00 Was ist für Variante Omega, sage ich, es ist in fünf Jahren. 227 Variante Omega. Mein Tipp. Okay. Weiter geht's.

2:06 Ist überall im Munde. Alle Hobbyvirologen schmeißen mit diesen Begriffen mRNA-Impfstoff und so etc. um sich. Und ihr werdet heute lernen, was mRNA überhaupt ist, wie es entsteht und warum es so wichtig ist. Genau. Das ist quasi die Übersetzung, die Übersetzung vom Bauplan für das Genom das reale gebilde Protein.

2:33 Das ist quasi die mRNA, also dieser Vermittler zwischen dem Genom und dem Protein. Und jetzt ist quasi die Frage, was ist die mRNA, was macht die so, wo kommt die her und warum brauchen wir die so wichtig? Ganz kurze Werbung. Bevor es weitergeht, es gibt noch News. Seit kurzem arbeiten wir mit Meditrix zusammen.

2:55 Wir wollen gemeinsam eure Vorklinik und das Lernen der Inhalte noch effizienter und spannender machen. Durch die Integration verschiedener Lernmethoden und das Ansprechen aller Sinne könnt ihr euch die Inhalte so viel besser und langfristiger merken. Dabei sind die Erklärvideos und Merkbilder von Meditrix die perfekte Ergänzung zu den Folgen unseres Podcasts.

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3:36 Genau, also im Prinzip der ganze Joke dahinter ist eben, dass wir unseren kompletten Körper, also quasi alle Proteine, alle funktionell relevanten Elemente, dass die kodiert sind in diesen Basen. Und das sind eben faszinierenderweise nur vier verschiedene. Das sind genau vier Basen. Und welche das waren, hat man in der Regel irgendwie schon mal gehört, irgendwie in einem Biounterricht, eine Schule oder irgendwie so.

4:03 Und das ist im Fall von der DNA, also der Desoxy-Nukleinsäure, ist es das Adenosin, Guanosin, Adenosin, Guanin, Cytosin und Kymin. Und im Fall von der RNA haben wir da eben statt des Kymins das Urazin, also eben auch vier Basen. Und heute wollen wir uns damit auseinandersetzen, wie das konzeptionell funktioniert.

4:29 Also wir haben gerade schon gesprochen davon, dass quasi alles irgendwie kodiert ist in dieser DNA. Und das ist eben in diesem Bauplan festgeschrieben. Also die Proteine sind ja immer Polypeptidketten und das heißt irgendwie, diese Abfolge der DNA muss irgendwie zusammenhängen mit den Proteinen am Ende.

4:47 Es muss quasi dieser Bauplan, dieser Nukleotidcode muss umgeschrieben werden, zunächst in eine Transportform, nämlich in die Messenger-RNA, damit dann an dem Ort, wo die Proteine tatsächlich produziert werden, nämlich im Rahmen der Translation, dass sie dann dort eben übersetzt werden können. Also erst von der DNA abgeschrieben auf die mRNA, dann marschieren die quasi nach draußen aus dem Zellkern, wenn die Transkription abgeschlossen ist, an die Ribosomen und werden dort eben in Proteine umgesetzt.

5:19 Das ist dann die Translation und im Körper üben dann diese Proteine wirklich vielfältige, multiple Funktionen aus.

5:26 Ja, also ein bisschen was über die DNA als Grundbaustein haben wir ja schon mal gehört in der letzten Folge. Aber jetzt kurz nochmal, nochmal ganz kurzes Recap, was ist DNA?

5:37 Genau, wir schauen uns jetzt nochmal an, wie dieser Grundbauplan für Proteine eigentlich aufgebaut ist. Das ist so, dass die DNA aus zwei Strängen besteht, wo Nukleotide aneinandergereiht sind, an jedem Strang. Nochmal kurz, Nukleotid heißt, dieses Nukleotid besteht aus einer Base, einem Zucker und einem Phosphat, dem P, was da dran hängt.

6:00 Und diese Nukleotide eines Strangs sind jetzt über Phosphorsäure-Diesterbindungen miteinander verbunden. In diesem Ding, MC-Alarm, Phosphorsäure-Diesterbindungen. Absoluter MC-Alarm. Genau, das ist dann das sogenannte Zuckerphosphat-Rückgrad, von dem man da spricht, wenn man über DNA spricht. Hier auch nochmal der Verweis an die Erfolge Zelle 1 Replikation.

6:22 So, und jetzt haben wir diese zwei Stränge und die sind jetzt untereinander über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden. Bestimmte Abschnitte auf diesen Strang kodieren jetzt für Gene. So, wir haben also nur die Abfolge unserer vier Basen und in denen ist die ganze Info für unser Protein kodiert.

6:41 Und diese Abschnitte auf diesem Strang, die nennt man jetzt Gene. Und wo kommen die her? Die bekommen wir letztlich von unseren Eltern eben. Also wo die Chromosome, einmal eins von der Mutter oder ein Teil von der Mutter und eins vom Vater, kommen zusammen und da ist die ganze Info letztlich für die Proteine, die unseren Körper ausmachen.

7:02 Die kommen von unseren Eltern. Und danach sind die eben in jeder zellkernhaltigen Zelle vorhanden, weil jede von denen im Zellkern dann DNA hat. Als kleiner Funfact ist vielleicht noch wichtig, dass die Zelle nicht nur DNA im Zellkern hat, sondern auch noch, es gibt auch noch mitochondriale DNA. So 5% oder so sind dort gespeichert.

7:25 So, und um sich jetzt zu orientieren an diesen Strängen, hat man ein System mit den DNS. Die übrigens rein maternal vererbt werden, ne? Da erinnere ich mich richtig an. Es gibt bestimmte Krankheiten, die auf der mitochondrialen DNA vorkommen und die werden dann nur über die mütterliche Linie quasi vererbt.

7:40 Genau. Das ist die DNA. So, und um sich da jetzt zu orientieren, hat man ein Fünfstrich-Ende. Das ist das Ende dieses DNA-Strangs, wo an dem fünften C-Atom des Zuckers ein Phosphat dranhängt und dieses ist an der Stelle frei. Deswegen nennt man das 5-Strich-Ende. Das andere Ende bezeichnet man mit 3-Strich und dort ist eben eine OH-Gruppe am dritten C-Atom des Zuckers und steht raus.

8:06 Genau. Und diese Stränge, die sind ja quasi dann eben so ein bisschen polarisiert voneinander, ja, also quasi eben immer genau entgegengesetzt zueinander, weil diese beiden Enden eben quasi gegenüberliegen. Und deswegen bestreichnet man eben diese beiden Stränge auch als antiparallel. Quasi, wenn du den einen Strang hast, dann kannst du dir mit hundertprozentigprozentig sicherer Wahrscheinlichkeit den anderen Strang überlegen.

8:29 Du kannst ihn einfach herleiten, weil du genau weißt, diese Basen, die paaren eben immer nur mit den komplementären Bros von denen quasi, also G mit C und T mit A. Und dann kannst du eben den anderen Strang herleiten, aber eben immer in anderer Polarität. Also quasi während der eine Strang mit drei Strich anfängt, fängt der andere mit fünf Strich an und andersrum auf der anderen Seite entsprechend.

8:52 Und das ist ein bisschen, also das kommt euch vielleicht jetzt so vor, als wäre das so ein Detail gehabe. Aber tatsächlich ist es wichtig, das zu verstehen, weil man sich natürlich irgendwie auch so ein bisschen überlegen muss, ja, von welchem Strang wird denn jetzt abgelesen und wenn ihr dann irgendwann mal so eine Basenabfolge präsentiert bekommt in der Klausur oder so, dann müsst ihr euch schon auch nochmal klar machen.

10:20 Klar machen an der Stelle, wo jetzt hier wirklich das Fünfstrich Ende, wo es das Dreistrich Ende ist, weil das eben einfach für die Übersetzung am Ende dann eben in andere Codes und so weiter notwendig ist.

10:32 Das ist eigentlich das Schwierige an der ganzen Sache. Also ich fand es am Anfang immer ultra verwirrend, aber wenn man einmal hinbekommen hat, zu rallen, wie? In welche Richtung? Rallen. Ja, wie? Wie in welche Richtung, welcher Strang verläuft, dann ist es eigentlich gar nicht mehr so schwer. Es ist nur diese Orientierung und die muss man sich einmal schaffen.

10:53 Die muss man sich einmal klar machen.

10:54 Die muss man sich klar machen, genau. Und dann gibt es eben eine unterschiedliche Bezeichnung für diese Strenge, abhängig davon, wo diese Transkription, also dieses Abschreiben von der DNA am Ende passiert. Man bezeichnet nämlich einen von diesen Strängen als kodogenen Strang und den anderen als kodierend.

11:11 Eine ganz, ganz tolle Umklatschung. Ganz, ganz toll, da hat sich da sich einer richtig Gedanken gemacht, wie man das nennen kann. Hat sich gesucht, was sind echt möglichst Wörter, die möglichst gleich klingen. Möglichst genannt. Möglichst identisch einfach. Kaum verweckt. Und dann haben sie sich überlegt, die beiden nehmen wir.

11:28 Also und für den kodogenen Strang kann man auch Matrizenstrang oder Senststrang benutzen. Aber nehmen wir an, ihr kommt an diese schwierige Situation, dass da kodogen und kodierend steht. So, was ist jetzt hier was? Nehmen. Also bei dem kodogen Strang, da ist es nämlich so, dass von dem am Ende der Gencode abgelesen wird.

11:47 Also wir hatten ja quasi gerade schon gesagt, es wird am Ende immer vor diesem Transport, wenn die mRNA synthetisiert wird, wird was abgeschrieben von der DNA und der Strang, von dem abgeschrieben wird, dieser Strang ist der kologene Strang. So, jetzt haben wir folgendes Ereignis. Wenn wir das abschreiben, dann ist bis auf das Thymin ja alles gleich mit dem dazu antiparallelen Strang.

12:13 Also quasi mit dem anderen Strang, der dazu homolog ist. Und deswegen ist quasi der entstehende Strang, also die entstehende mRNA, fast identisch mit dem anderen Strang, dem sogenannten kodierenden Strang. Ihr könnt euch also merken, Kodogen ist der Strang, der Gene kodiert.

12:34 Mir ist spontan noch was eingefallen, an den Kodogenstrang geht die Polymerase dran. Das reimt sich sogar. Ach, super, genau.

12:41 Und jetzt könnt ihr euch noch eine Sache merken, nämlich kodirend, hatten wir gesagt, der ist fast so genau wie die mRNA. Das ist nämlich auch der einzige von den beiden, der einen R hat. Bei Kodogenen werdet ihr lange nach einem R suchen, findet ihr nicht. Aber bei kodirend ist eins drin und deswegen könnt ihr euch merken, dass es quasi genauso wie die mRNA.

13:03 So, wer baut denn jetzt die Renate auf? Das ist die sogenannte RNA-Polymerase. Die Polymerase polymerisiert jetzt unseren RNA-Strang. Und sie ist eben DNA-abhängig, weil sich die Renate an die DNA anlagert. Das können wir uns jetzt so vorstellen, wie so einen hilflosen Hiwi, der die Aufgabe hat, so einen DNA-Code quasi umzuschreiben.

13:29 In einen vielleicht leicht anderen Code. So, und der ist halt lost und hat nur diese Aufgabe und die ist erstmal langweilig und dieser Hiwi ist die Renate, genau. Beziehungsweise die passt nicht so ganz, die Renate-Polymerase, so kann man sagen.

13:47 Mama-Renate.

13:48 Also unser Hiwi baut die Renate zusammen. Und hier bitte aufpassen, es gibt mehrere Renates. Es gibt nicht nur die Messenger-RNA, die jetzt bei der Proteinbiosynthese die wichtigste ist, sondern es gibt auch andere Formen von RNA, nämlich ribosomale RNA. Da kommen wir auch noch gleich dazu, was die macht.

14:06 Dann gibt es noch sogenannte Transfer RNA, TRNA und es gibt noch Small Nuclear RNA, SNRNA.

14:15 Es gibt ungefähr noch fünf Millionen mehr, aber nicht verwirren lassen. Also auch wenn die irgendwo stehen, also für uns waren sie nicht wichtig.

14:24 Ja, lernt, genau, also ein paar Formen werden auch in MC-Fragen mal abgefragt.

14:29 Also wenn bei euch an der Uni irgendeinen Professor irgendwie so Bock auf irgendein Partikularwissen hat, vielleicht, weil er es selbst entdeckt hat oder so, dann muss man sowas vielleicht schon lernen, aber in der Regel nicht.

14:38 Meiner Business. So, und jetzt ist natürlich die Frage, okay, woher weiß jetzt unsere Renate-Polymerase, wo sie eigentlich anfangen soll an diesem DNA-Strang? Dafür gibt es die sogenannte Promotorregion und es ist einfach nur eine spezielle Basenabfolge, die vor einem Gen liegt, was zum Beispiel für ein Protein kodiert und abgelesen werden soll.

14:58 Davor liegt jetzt der Promotor. Und der Leo hat es ja gerade schon perfekt gesagt, dass dieser Promotor am Leitstrang liegt. Ergibt Sinn. Da muss die RNA-Polymerase ablesen. So, und ein Beispiel. Du meinst kodogener Strang.

15:12 Leitstrang war ja Replikation.

15:16 Ja, genau, ist er. Da kann man Leitstrang da auch sagen. Ja, wir können auch sagen, Matrizenstrang oder Senststrang oder einfach kodogener Strang. Es geht einfach um die. Das ist schon eher so aus der Replikation, ne? Okay, also es geht einfach um den Strang, wo sich die RNA-Polymerase anlagert, um ein Gen zu transkribieren.

15:34 So, und ein Beispiel für eine Abfolge von Basen, die in dieser Promotoregion sehr gerne vorkommt, ist die sogenannte Tata-Box. Und die heißt deswegen Tata, weil dort eben besonders viel Tada A-Adenosin und T-Tymin vorkommt. Und das ist dann vor unser Gen geschaltet. Genau.

15:53 Und zu dieser RNA-Polymerase könnten wir vielleicht auch noch sagen: ähnlich zu dem, was wir in der Replikationsfolge auch schon besprochen haben, wie diese Polymerisierung von Nukleotiden abläuft, arbeitet die eben im Prinzip relativ simultan dazu. Einfach nur halt, in dem Fall nicht mit DNA, sondern mit RNA.

16:11 Die liest auch wieder in 3-5-Strich-Richtungen ab und polymerisiert in 5-3-Stich-Richtung. Ich habe mir das einfach immer so gemerkt, dass man, also ich konnte mir irgendwie merken, es wird immer an das OH-Ende dran gehängt beim Polymerisieren. Das heißt, es muss ans 3-Strich-Ende dran. Das heißt, polymerisiert wird in 5-3-Strich-Richtung und dann entsprechend in der anderen Richtung, weil das ja quasi antiparallel laufen muss, wird das Ganze dann abgelesen, also entsprechend in 3-5-Schrich-Richtung.

16:36 Falls ihr euch das irgendwie doch nicht so merken könnt, könnt ihr euch einfach überlegen, so wie in der letzten Folge, die RNA-Polymerase liest die DNA wie ein Buch, nämlich man fängt da in der Regel ja bei Seite 1 an und arbeitet sich dann weiter vor und kommt dann irgendwann eben erst an Seite 3 und dann an Seite 5.

16:50 Also liest sie eben entsprechend in 3-Strich-Fünfstrich-Richtung.

16:54 Das kann man sich eigentlich ganz gut merken, dass diese ganzen ablesenden Moleküle letztlich alle so funktionieren, dass sie von 3 nach 5 lesen. Genau.

17:04 So, welche Basen werden dann entsprechend eingebaut? Das Prinzip haben wir jetzt ja schon mehrfach seziert. Das sind immer dann quasi genau die Basen, die dazu entsprechend komplementär sind. Ja, quasi eben immer das passende Gegenstück zum abgelesenen Strang. Also zum Beispiel würde ein G auf dem DNA-Matrizenstrang würde, da würde sich ein C anlagern und dann würde da eben das in diese RNA, in die wachsende RNA eingebaut werden.

17:26 Ein Thymin auf der DNA, da würde sich ein A anlagern auf der RNA. Aber Achtung, bei dem A auf der DNA, also bei dem Adenosin, würde sich entsprechend ein U anlagern auf der RNA.

17:39 Genau. Nochmal als kleine Wiederholung und für euch nochmal einmal zum Mitdenken, stellt euch vor, kann auch mal in der Klausur kommen, so eine Aufgabe. Wir haben ein Gen XY, das liegt auf unserem kodogenen Strang. Und jetzt ist die Frage, die wir an euch an der Stelle sozusagen hätten: wie unterscheidet sich der kodierende Strang dieses Gens von der RNA-Sequenz des kodogenen Strangs?

18:08 Ganz kurze Pause. Jetzt kommt die Lösung. Da kommt jetzt so ein Zwischenspielerein. Nein, nein, nein, nein, nein. Ich wollte genau da so einen Zwischenspiel reinmachen. Zwischenspieler machst du da rein? Das, was Tim mal auf dem Klavier eingeschmilt hat.

18:24 Dieses gibt natürlich mehrere Varianten. Also wir könnten euch die Lösung auf Insta kommentieren lassen oder die Lösung ans Ende stellen. Wir können sie auch einfach direkt machen und sagen. Machen wir direkt, die sind so geweeft, die wissen das auch alle schon. Echt so. Doch, bin ich auch.

18:43 Ihr habt ganz viel von unseren Hörern. Ganz viel. Und Hörerinnen. HörerInnen. Ich meine ironisch gemeint, gerade von mir, sondern tatsächlich. Also natürlich alle, ne? Nur weil ich manchmal wird mir nämlich vorgehalten, ich hätte einen immer ironischen Sprechton.

18:59 Das klang gerade so ein bisschen wie, dass man schön für dich nicht nett sagen kann. Das geht, glaube ich, nicht. Egal. Jetzt bitte die richtige Antwort. Wir haben lange genug drauf gewartet. Okay, ich hoffe, ihr wisst die Frage noch.

19:11 Also jetzt noch schnell einen Trommelwirbel einbauen, Leon.

19:18 Ole. Die richtige Lösung ist, es ist die identische Sequenz bis auf das U. Weil in der RNA.

19:32 Genau, und jetzt nur noch an jeder Stelle, wo in der DNA ein T steht, steht in der RNA ein U. Super.

19:38 Und weiter geht's. Noch ein kurzer Tipp für Klausuren, weil es da eben so verwirrend werden kann, wenn man da jetzt einen kodogenen oder einen kodierenden oder was auch immer für einen Strang vor sich hat. Merkt euch, die Konvention gibt vor, dass man den kodogenen Strang immer in 5 nach 3-Strich-Richtungen notiert.

19:59 Also wenn nichts dasteht, geht erstmal davon aus, dass es in 5 nach 3-Strich-Richtungen kodiert ist.

20:06 Genau, so und die Phasen kennen wir im Prinzip schon von der Replikation oder auch von uns bisher geliebten Deutsch Schulaufsätzen, nämlich das ist ein ganz klassisches Prinzip Einleitung, Hauptteil und Schluss. So, und genau dieses Verfahren haben wir jetzt hier auch bei der Transkription. Leo, du hast gerade deinen Halt so direkt, als hättest du was sagen wollen.

20:27 Ja, ich wollte irgendeinen dummen Kommentar sagen, aber mir ist keiner eingefallen. Echt? Was liegt?

20:30 Dass ich Deutsch nicht mochte oder so. 8. November 2022. Leo ist kein Dominisch froh eingefallen. Kacke. Crazy. Ich lasse nach. So, also es geht los mit der ersten Phase der Initiation. Der Anfang auch ganz schwieriges Wort, wenn man lispelt, ne? Initiation, aber okay. Lispels du Mod? Ich habe früher mal gelispelt.

20:49 Hast du dann so Lokopädie auch? Und mit dem habe ich immer, wer ist es gespielt? Lache ich so hässlich, Leo, dafür habe ich inzwischen einen strahlend klaren Sound bei meinem scharfen. Deswegen sprichst du auch immer so pronunziert.

21:03 Aber auch geil, ne? Ich hätte immer vor, du bist eine Lokopäde und du kriegst Geld dafür, dass du mit einem Kind ein Spiel spielst.

21:11 Also die Initiation geht los eben erstmal mit der Anlagerung. Also diese, die Tata-Binde-Proteine binden an diese Tata-Box, die Fabian gerade schon beschrieben hatte. Und da lagert sich dann der sogenannte Initiationskomplex an. Also eben eine Trias aus der RNA-Polymerase, der benannte hilflose Hiwi, die DNA und viele Transkriptionsfaktoren, die wir jetzt hier im Detail gar nicht aufklaphünnwallen wollen.

21:38 Vielleicht ist das irgendwie bei euch an der Uni relevant, sollte das der Fall sein. Unser herzliches Beileid und dann müsstet ihr euch da nochmal ein bisschen im Detail reinfuchsen.

21:47 Gibt es es nicht? Jetzt gibt es es. Jetzt gibt es es.

21:51 Das könnte Herrn Duden.

21:53 Könnte auch eine familiäre Neuwortschöpfung sein. Wortneuschöpfung.

21:56 Eine familiäre gleich.

21:57 Ja, wer weiß. Also das in meiner Familie nur so ein stehender Begriff ist. Okay. So ein Wimmerwort, ja. Wird nachgereicht, ob es das Wort gibt. Aus Klaphynwein. So, und davor muss aber eben entsprechend, bevor die RNA-Polymerase da binden kann, wieder die Helikase arbeiten, ja, eben die Schere für diese Wasserstoffbindungen, die dann die beiden DNA-Stränge voneinander trennt.

22:19 Das führt dazu, dass sich eine Replikationsblase bildet, in der dann der hilflose Hiwi, also die RNA-Polymerase, arbeiten kann. Und dann geht die nach so ein paar initialen Nukleotiden, die da aneinander gehängt werden, geht es dann, gibt es so einen fließenden Übergang eben in die Elongation.

22:35 Es sind genau elf. Ungefähr elf.

22:40 Fabian, Fabian hatte das im Skript geschrieben, als wir es vorhin durchgegangen sind, nach ungefähr elf Nukleotiden in die Initiation über in die Elongation.

22:49 Random Factor. Ganz, ganz. Also man weiß es nicht ganz, also ungefähr. Circa roundabout elf Nukleotide. Dann geht es weiter. Unser hilfloser Hiwi geht über in die Verlängerung der RNA, der Elongation. Die RNA-Polymerase wandert also unseren DNA-Strang entlang und jetzt liest da die DNA ab und baut RNA auf.

23:14 Mal als Beispiel, wenn jetzt auf der DNA die Basensequenz A, C, T und G steht, dann weiß unser hilfloser Hiwi, okay, er muss kopieren und in die RNA, mRNA einbauen, U, G, A und C. So, dafür braucht ihr jetzt die entsprechende Nukleoside auf der einen Seite und Energie auf der anderen Seite. Die Energie braucht er, um die Nukleoside einzubauen.

23:40 Nukleoside und Energie findet er in Nukleosid-Triphosphaten. Da hängt jetzt also noch so eine energiereiche Phosphodiesterbindung dran. Da haben wir auch wieder. Vier davon, das ist dieses Adenosin-Triphosphat und dann gibt es das Ganze noch für Cytosin, Guanosin und für Uratil auch noch. Der Hiwi lässt hier also die richtigen Buchstaben quasi anreichen und baut die ein in die RNA.

24:05 Und dabei ist noch die Unterscheidung wichtig. Es gibt Nukleoside und es gibt Nukleotide. Und Nukleoside, die sind quasi small, wie S. Die haben nur einen Zucker und eine Base, aber kein Phosphat. Nukleotide ist, weiß ich nicht, tall oder groß oder.

24:23 Du kannst es jetzt nach drei Jahren zum ersten Mal merken, ey, krank.

24:26 Ist voll gut. Richtig gut. Die Nukleotide sind eben groß, tall und da hängt auch noch ein Phosphat dran. So könnt ihr das unterscheiden, lasst euch nicht verwirren. Das Wichtige ist, die Nukleosidriphosphate haben ein Phosphat und sind deswegen energiereich. Und die binden jetzt an das aktive Zentrum der RNA-Polymerase und werden immer komplementär zur entsprechenden Bas und werden in die RNA eingebaut.

24:56 So, und zwar passiert das Ganze am 3-OH-Ende unserer RNA, da wird jeweils das nächste Nukleosid in den Strang eingeführt. Und zwei Phosphate werden von einem Nukleosid-Triphosphat einfach weggekickt. Das wird als Pyrophosphat abgespalten. Der Prozess findet so auch bei der Replikation statt. Und könnt ihr auch in der letzten Folge nochmal nachhören.

25:25 Zwei Ps fliegen also raus und jetzt haben wir diese typische Struktur von Base, Zucker und Phosphat in unserem RNA-Strang. Genau, das heißt, die Base liegt letztlich als Monophosphat in der RNA vor und nachdem die eine Base eingebaut wurde, wandert unsere RNA-Polymerase jetzt an die nächste Stelle weiter und macht es für die nächste Base genauso gleich wieder.

25:50 Genau, dann am Ende ist nur noch die Termination, also das Ende des abzulesenden Gens ist erreicht. Das ist ein entsprechendes Signal, wird dann irgendwie da wahrscheinlich in der Basenabfolge auftreten. Dann zerfällt der Transkriptionskomplex aus RNA-Podymerase RNA und DNA. Und der Teil ist, der DNA ist quasi dann fertig abgeschrieben, den man für dieses Gen jetzt hier gebraucht hat.

26:16 Die Termination ist immer auch so eine chronische Enttäuschung, ne? Ja, das ist ja. Das ist irgendwie auch so immer. Zwei Sätze. Ist halt vorbei. Das ist immer so die Termination. Okay. So, hier also nochmal eine kurze Zusammenfassung der Transkription, ein Quick Recap. Es geht los mit der Initiation.

26:31 Es bildet sich an der Promotoregion zum Beispiel der Tata-Box, der Initiationskomplex und dann wird eben aus den ankommen der Nukleosithosphaten eine kurze Nukleotidkette gebildet. Dann kommt es zur Elongation, wo im Prinzip diese Verlängerung der Nukleotidkette weitergeht und dann am Ende die Termination, also der Zerfall des Transkriptionskomplexes am Genende.

26:50 Ein ganz kurzer Funfact. Wusstet ihr, dass der Großteil des männlichen Genoms nicht für Proteine kommt, des Menschen habe ich dir nicht gesagt.

26:58 Verstanden männlich, aber vielleicht habe ich noch vorhin.

27:01 Okay. Nur ein Prozent der DNA ist tatsächlich damit involviert. Das finde ich übel krass. Ich meine, wir sind jetzt schon nicht so ganz wenig Proteinen, das ist nur so ein Prozent von dem Löbiax da jetzt auch wirklich involviert ist. Der Rest hat andere und auch nur zum Teil verstandene Funktionen. Also es ist wirklich verrückt, dass man von so einem großen Teil von unserem Genom gar nicht weiß, was das überhaupt macht.

27:23 Ja, also übel krank.

27:25 An manchen Stellen haben sich auch irgendwelche Viren verewigt und so.

27:30 Ist das nicht auch irgendwie so, dass die Viren oder dass die übrige Viren der Nach auch ultra wichtig ist, teilweise für die Befruchtung und sowas? Habe ich, glaube ich, irgendwo mal gelesen. Also dass es tatsächlich einen sehr, sehr großen Anteil hatte, auch an einer menschlichen Entwicklung.

27:41 Ganz entfernt klingelt, was? Das darfst du mal nochmal recherchieren irgendwann, Leo, und dann nochmal eine Reproduktion eine Endcard, bringst du nochmal in der Karte.

27:48 Das ist noch irgendwie bei diesem ZP-Proteinen da auf dem OVA war das irgendwie, aber ich weiß es nicht mehr genau.

27:55 Da können wir nochmal einen Special Post raushauen, zu dem ich immer. Wir haben euch leider ein kleines, aber doch relevantes Detail verschwiegen und zwar, dass es zwischen. Die große Erleuchtung jetzt gerade, aber gut. Es gibt nämlich Unterschiede bei der Transkription von Eukaryonten, also Tier- und Pflanzenzellen und Prokarionten in Bakterien.

28:15 Der Unterschied ist jetzt nicht so dramatisch. Grundsätzlich könnt ihr euch merken, dass bei Eukaryonten das Ganze einfach wesentlich komplexer reguliert ist und funktioniert als bei Prokaryonten. Genau, bei Eukaryonten gibt es halt noch irgendwelche abgefahrenen Transkriptionsfaktoren und Einflussfaktoren, die bei dem ganzen Prozess der Transkription eine Rolle spielen.

28:37 Aber was wichtig ist, das Grundprinzip ist klar und das ist bei Eukaryonten wie Prokarionten gleich. Genau. Und Prokarionten sind halt deswegen einfacher, zum Beispiel einfach schon deswegen, weil ihr Genom ringförmig ist und nicht in Chromosomen angeordnet, wie in Eukaryonten. Es ist natürlich auch klar, dass Bakterien verursachen ja auch viele Krankheiten und die können sich extrem schnell teilen und deswegen sind sie letztlich so gefährlich.

29:04 Und das liegt auch daran, weil die Vermehrung und die Proteinbiosynthese in Bakterien so schnell läuft.

29:11 Genau, aber jetzt wissen wir grob, wie es abläuft, aber kein Prozess ohne Regulation. So wie immer. So eine Scheiße.

29:18 Dann ist das, was immer noch so reinkickt. Man hat gerade den einen Teil verstanden, den Ablauf und Augen, da kommt doppelt so viel nochmal drauf. Ja, geil. Vielen Dank auch.

29:26 Schmeckt. Geil.

29:31 Kurzer Einschub, bevor es weitergeht. Hi, ich bin Simon, mein zartes Stimmchen kennt ihr noch nicht. Wir haben in den letzten Monaten an was Neuem gebaut, der SitusIn versus Web App. Damit du in unseren über 75 Folgen genau findest, was du gerade zum Lernen brauchst, haben wir dort eine Episodendatenbank angelegt, wo du zusätzlich zu jeder Folge die passende Mördhäfe findest.

29:50 Es lohnt sich also definitiv mal vorbeizuschauen auf derVorklinikpodcast.de.

29:55 Dort gibt es auch die neuen SitusIn versus Merch Shirts, dein Lieblingsorgan auf Biobarmwolle gedruckt. dervorklinikpodcast.de.

30:08 Deswegen starten wir jetzt auch gleich mit der Transkription. Regulation. Genau, mit der Regulation der Transkription. Meiner, Hand ist oben. Hand ist oben, könnt ihr jetzt zwar nicht wahrnehmen, aber Hand ist oben. Also wir starten mit der Regulation. Frage kommt noch nicht auf, warum? Warum überhaupt den ganzen Lachs mit der Regulation?

30:28 Das liegt einfach daran, dass man irgendwie natürlich seine Ressourcen auch sinnvoll einsetzen muss. Einfach immer so permanent ein bisschen mRNA in die Welt schießen, ist ein wahnsinniger Ressourcenverbrauch, aber oft braucht man ja einfach die Proteine auch nicht. Also so eine Flexibilität der Expression ist ganz wichtig.

30:42 Also Proteine immer nur in der Zeit oder zu dem Zeitpunkt bauen, insofern die metabolischen oder allgemein auch die Umweltbedingungen das eben hergeben. Und dazu betrachten wir eben erst die Prokarionten und dann die Eukaryonten. Ein Begriff, mit dem wir uns hier auseinandersetzen müssen, ist das Operon.

31:01 Also wir müssen quasi den Begriff, den wir vorhin schon hatten, nämlich den Begriff des Gens noch ein bisschen erweitern. Nämlich so ein Operon enthält nämlich auch noch so Regulatorregionen, also quasi den Promotor, den Operator und dann eben auch die Gene. Und diese ganze Region oder der Begriff des Operons umfasst quasi dann das Gen und darüber hinaus noch eben alle Abschnitte auf der DNA, die es braucht, damit die Regulation der Transkription stattfinden kann, damit sie also gewissermaßen operieren kann.

31:30 Und diese Promotoren und Operatoren sind eben quasi in Fünfstrich-Richtung den Genen vorangestellt. Also quasi vor dem, also quasi wenn die RNA Polymerase arbeiten möchte, dann muss sie erst gewissermaßen an den vorbei. Und so funktioniert der Mechanismus auch an manchen Stellen.

31:47 Das könnt ihr euch letztlich vorstellen, wie so eine Kontrolleinheit oder so ein Kontrolleurshäuschen, wo letztlich entschieden wird, ob und wie häufig ein Gen, was danach kommt, abgelesen werden darf von unserer RNA-Polymerase. Also unser hilfloser Hiwi darf nicht einfach so da seine Akten abschreiben, sondern das muss ihm auch noch erlaubt werden.

32:11 Und es muss ihm erlaubt werden, an die Promotorregion zu binden.

32:14 Er muss erlaubt werden, ein Knecht zu sein. Geil.

32:16 Ganz genau. Der arme Hiwi, ey, der muss ja komplett im Erdboden ver. Also gut. Ich glaube, alle, die schon mal Hiwis waren und dann nehmen wir uns ja alle drei rein. Könnt ihr auf jeden Fall relaten. Ja. Die eine Funktion aus diesem Kontrolleurshäuschen heraus ist die positive Transkriptionskontrolle.

32:35 Das heißt letztlich einfach, dass dauerhaft ein Aktivator exprimiert wird. Das heißt, das Gen wird dauerhaft abgelesen. Und positive Transkriptionskontrolle heißt jetzt, dass erst, wenn ein Inhibitor da ist, der diesen Aktivator hemmt, erst dann wird die Transkriptionsrate dieses Gens runtergefahren.

32:54 Und dann gibt es noch das zweite, das wäre die negative Transkriptionskontrolle, Moritz.

32:58 Genau, da wird dann einfach quasi der Repressor exprimiert, ja, und der würde eigentlich die Transkription hemmen. Und erst wenn dann aber quasi ein Inhibitor des Repressors, also quasi ein Hemmstoff des Hemmstoffs da ist, das ist in der Regel irgendein Metabolit, dann wird die Transkription erst freigegeben.

33:15 Ja, krass. Also der Körper kann letztlich die Ablesehäufigkeit seiner Gene und dadurch auch, welche Proteine und wie häufig die exprimiert werden, selber regulieren. Das ist eigentlich ein cooles Prinzip.

33:28 Genau, das ist also auch in der, ich meine, im Wesentlichen so eine komplette, so eine PCR in der Forschung, die richtet sich eben in der Regel auch auf die RNA-Level in der Zelle ab. Also quasi wie viel von der RNA ist gerade da und wie viel wird davon gerade freigesetzt. Das ist ein wahnsinnig wichtiges Merkmal über die Aktivität von so einem Protein.

33:48 Ja, und trotzdem, so positive und negative Transkriptionskontrolle, es ist alles noch relativ komplex. Deswegen wollen wir das jetzt mal an einem Beispiel verdeutlichen. Und dieses Beispiel ist das Lackoperon. Dieses beinhaltet Gene, die Enzyme kodieren, die für Enzyme kodieren, die am Lactoseabbau beteiligt sind.

34:08 Hier ist es jetzt so, dass zunächst mal ein Repressor da ist, der die Transkription verhindert. Die Lactose will ja jetzt, dass sie abgebaut wird, um für den Körper zum Beispiel als Energiequelle zur Verfügung zu stehen. Und deswegen macht die Lactose folgendes, dass sie diesen Repressor inhibiert. Das heißt, der Repressor ist weg, jetzt geht's los und die Lactose kann abgebaut werden, weil ja jetzt die Gene abgelesen werden und die Enzyme, die Lactose abbauen, exprimiert werden.

34:43 Das war jetzt ein Beispiel für negative Kontrolle. Dauerhaft der Repressor aktiviert, der ist dauerhaft da und wird jetzt durch den Anfangsstoff eines Stoffwechselwegs, nämlich hier die Lactose, inhibiert und dadurch kann sich die Lactose letztlich selber abbauen. Also Prinzip ist einfach folgendes. Wenn Lactose da ist, dann soll sie auch abgebaut werden.

35:06 Und dazu gegengesetzt gibt es auch an diesem Lacoperon einen Mechanismus, der einer positiven Kontrolle gleichzusetzen ist, nämlich es gibt quasi einen permanenten Aktivator von der Freisetzung von diesen Enzymen für den Abbau von Laktose, der dann aber quasi, sobald ein bestimmter Metabolit da ist, gehemmt wird.

35:24 Also quasi der Aktivator wird dann eben gehemmt und es kann quasi keine Expression mehr stattfinden von den entsprechenden Proteinen für den Abbau. Und so ein Aktivator, beziehungsweise so ein Hemmstoff gegen den Aktivator, das wäre zum Beispiel die Glucose. Und nämlich sobald Glucose da ist, ist es ein präferiertes Metabolit, ein präferierter Metabolit für den Körper.

35:49 Sobald Glucose da ist, sollte es präferiert abgebaut werden im Vergleich zu Lactose. Und deswegen hemmt quasi eben die Anwesenheit von Glucose, die Freisetzung von Lactose abbauenden Enzymen.

36:04 Genau. Jetzt haben wir dieses unfassbar abgefahrene Modell einmal angehauen. Ich finde es nicht so einfach zu verstehen. Es lohnt sich dazu, sich dir mal eine Abbildung anzuschauen. Ich sehe natürlich jetzt auf einem auditiven Podcast ein bisschen schwierig, aber.

36:18 Wir haben es versucht.

36:19 Genau. Also ich finde es, ihr habt es doch sehr gut versucht. Ich hab's verstanden. Top. Alles gut, Leo. Daumen hoch.

36:25 Manchmal wäre so ein Videopodcast wäre schon ganz cool, manchmal. Ja, das stimmt. Beim Fabian ist auch immer so mit Händen und Gäste und einem voll dabei. Das ist ja bekommt man immer gar nicht so mit im Podcast. Das ist Finger-Yoga. Das passt ja was, Leute. Ich mache quasi dauerhaft Finger-Yoga eigentlich.

36:36 Genau. Also jetzt Back to Business, Back to Human. Das ist auf gewissen Ebene ein bisschen komplizierter, aber das ist einfach größer, das Genom oft. Und es ist so groß, dass es zusammengewickelt werden muss, wenn es ansonsten nicht in eine Zelle passen würde. Also ich kann nicht einfach nur einen Ringring bauen und werfe den einfach irgendwie da rein, sondern ich muss das Ganze irgendwie zusammenwickeln.

36:59 Und dazu gibt es die Histone. Und die Histone, die zirbeln das zusammen wie so Lockenwickler, aber das ist so fest zusammengezirbelt, dass ich damit nicht arbeiten kann. Und deswegen sollte ich, wenn ich jetzt mit der DNA arbeiten will, die Lockenwickler abwickeln.

37:13 Genau, und diesen Mechanismus, den stellt euch gleich der Fabian noch ein bisschen detaillierter vor. Aber es gibt noch einen anderen, der da im Vordergrund steht, auch noch bei der Aktivierung von Genabschnitten im menschlichen Genom. Und das ist die Methylierung der DNA, also der Anbau von Methylgruppen an C5-Atom von Zytosin.

37:33 Und das wird dann eben immer entsprechend in der Promotorregion gemacht. Diese Methylierung und das verhindert dann die Anlagerung der RNA-Polymerase, damit die Transkription des Gens. Man spricht dann auch davon, dass Gene imprinted sind. Also dass nur ein elterliches Gen transkribiert wird. Das ist einfach was, was sich in der Entwicklung der Menschen so ein bisschen eingestellt hat, dass bei gewissen Genabschnitten quasi nur ein Elternteil quasi festlegt, welche Gene exprimiert sind und wo da die evolutionäre Bedeutung hinter ist, weiß man übrigens noch gar nicht so genau.

38:07 Aber da versuchen wir gerade so ein bisschen dahinter zu kommen. Es gibt zum Beispiel eine Region im Chromosom 15, die nur vom Chromosom des Vaters transkribiert wird. Also es ist quasi maternal imprinted, also stillgemacht, methyliert am Promotor. Und deswegen führt quasi eine Dilution des paternalen Abschnitts auf diesem Chromosom 15, der eben maternal imprintet ist, führt dann zu einer genetischen Krankheit, obwohl man ja meinen könnte, es gibt ja eigentlich noch das maternale Gen, aber das kann eben nicht abgelesen werden, weil es hier methyliert ist.

38:37 Und das ist übrigens das sogenannte Prada-Willy-Syndrom. Das ist jetzt nicht besonders klinisch relevant, aber oder beziehungsweise es ist natürlich sehr relevant für die betroffenen Individuen, aber es ist jetzt nicht in der Masse der Medizin, der Volksmedizin nicht so häufig auftreten. Aber damit könnt ihr in der mündlichen Prüfung glänzen.

38:56 Nur falls ihr jetzt denkt, was sind das jetzt für der Verlackaffen, die so eine Scheiße da ausgraben, damit beschäftigt sich der Herrn Dünner tagtäglich in seiner Promotion. Und deswegen hat er das vermutlich jetzt gerade so aus tiefster Seele und mit Herzblut vorgetragen. Ganz tolles Thema. Sehr spannend.

39:10 Also wenn ihr Lust habt.

39:11 Es gibt natürlich zum Beispiel auch einen medikamentösen Ansatz dagegen. Ein medikamentöser Ansatz ist, dass man quasi versucht, die maternal imprinteten Gene zu de-imprinten, weil die sind ja eigentlich da. Aber es funktioniert bislang noch nicht so gut.

39:24 Bild. So, das haben wir jetzt, haben wir die DNA-Metallierung fertig. Jetzt kommen wir zu den angesprochenen Lokentwicklern.

39:31 So ist es, die Lokentwickler. Leo hat es ja gerade schon, also sitzen wir ja beide gegenüber. Ich nehme euch auch beide als getrennte Individuen wahr und weiß auch eure Namen. Auf jeden Fall, Leo hat es ja gerade schon angesprochen. Bei Eukaryonten geht es nie ohne Histone. Kerner Reim an der Stelle.

39:52 Wollte ich nur nochmal drauf hinweisen. Also, wir sprechen. Je später der Abend, desto lyrischer. Der Bauer. Der Proteinbauer. Es geht um Modifikation an Histonen. Da haben wir zwei Prozesse. Das eine ist die Acetylierung, also der Anbau von Acetylgruppen, das andere ist Deacetylierung. Was hat das Ganze für eine Konsequenz?

40:16 Es geht letztlich darum, das Chromatin, was ja heißt, wir haben DNA, die um Histon herumgewickelt ist, wird entweder lokal gelockert oder eben nicht. Das Prinzip ist, dass die Histone viele Lysinreste tragen. Lysinreste sind positiv geladen und die DNA hat ja ein negatives Rückgrat. Das heißt, es ist einfach ein elektrisches Prinzip, dass sich hier die Histone und die DNA gegenseitig anziehen und dann ganz dicht zusammenknollen letztlich.

40:49 Und was diese Acetylierung jetzt macht, ist, die nimmt die positive Ladung von den Lysinresten weg und damit die positive Ladung der Histone. Und deswegen ziehen diese Histone nach der Acetylierung die DNA weniger stark an. Konsequenz ist, dass das Chromatin gelockert wird und wir mehr Platz für Transkription haben.

41:13 Das zweite sind regulatorische Elemente. Ich finde, da können wir relativ schnell rübergehen, weil es ist super komplex. Also ich habe es noch nicht vollkommen verstanden. Ich glaube, es ist auch einfach wissenschaftlich noch nicht ganz, dass man das alles rafft. Aber es ist letztlich einfach so, es gibt Regionen auf der DNA, die mit den Promotoren interagieren.

41:38 Und da gibt es, müsst ihr, zwei Begriffe sind wichtig, Enhancer und Silencer. Enhancer sind Regionen, die so mit der Promotorregion interagieren, dass sich dort die RNA-Polymerase quasi lieber anlagert, häufiger anlagert und dadurch das Gen auch häufiger abgelesen wird, was nach dem Promotor kommt. Silencer haben die gegensätzliche Wirkung.

42:00 Genau, und in diese Transkription kann jetzt auch noch von verschiedenen Stellen reingegrätscht werden. Und das nutzt man natürlich bei den wieder entsprechend, wenn man gegen die speziellen Einrichtungen da von den Prokarionten arbeitet im Rahmen von Antibiotika aus und wenn man gegen eukaryontische Mechanismen der Transkription arbeitet im Rahmen von Zytostatika oder bei Toxinen kann das relevant sein.

42:20 Wichtige Vertreter, die gern gefragt werden, haben wir drei Stück hier. Einmal den Gyrase-Hämmer, den wir schon aus der Replikation kennen, der die bakterielle Topoisomerase hemmt und damit die Transkriptionsentwindung hemmt und das in der Regel dann zum Zelltod von diesen Mikroorganismen führt. Dann das Toxin-Alpha-Amanitin, das hemmt die wichtigste eukaryontische RNA-Polymerase.

42:45 Es kann keine Transkription mehr stattfinden, geschörte Proteinbiosynthese und es kommt zum Zeltod. Und zuletzt noch ein Antibiotikum wieder, nämlich das Rifampicin, das hemmt die prokaryontische RNA-Polymerase und wird zum Beispiel gerne bei der Tuberkulose eingesetzt.

43:00 Genau, deswegen jetzt heute nochmal das Wichtigste in fünf Stichpunkten, so wie immer. Kurz zusammengefasst. Unterschied DNA-RNA. Die DNA ist doppelstrangig. Die RNA ist einzelstrangig. Die RNA hand statt ein U anstatt einem T. Das ist noch ein Unterschied. Und eine Ribose anstatt einer Desoxyribose.

43:21 Ansonsten ist der Labiax relativ identisch. Die DNA wiederum hat einen kodogenen und einen kodierenden Strang. Der kodogene Strang oder an den kodogenen Strang geht die Polymerase ran. Geil. Und als quasi Gegenmerkspruch, kodieren es mit einem R und ist also genauso gleich wie die mRNA, die Renate. Der ganze Prozess der Entwicklung hat eine Initiation, eine Elongation und eine Termination.

43:53 Und die Regulation ist sehr, sehr vielfältig, muss man sich nochmal anschauen und ist bei Prokarion und Eukaryonten teilweise unterschiedlich. So, das war zum Sonntag. Dann tut uns einen Gefallen und gebt uns mal Feedback zu der Folge heute, ob euch das gefallen hat, ob euch Moritz Herzblut zu Pradavilli dazu bewegt hat, in die Humanity zu gehen oder nicht.

44:12 Lasst mal ein Like da.

44:13 Seid auf die Lispel-Geschichte, euch überzeugt hat, Logopäden zu werden.

44:16 Ja, auf der Vorklinik-Podcast auf Insta, schreibt uns ruhig, wir freuen uns über jedes.

44:20 Ansitus-in versus at bvmd.de könnt ihr uns auch erreichen.

44:24 Genau, also es gibt viele Möglichkeiten. Deswegen, Freunde, guten Abend.

44:27 Wir sind richtige Lababacken halt, ne? Also Fabian und ich, schon wieder so eine übertrieben lange Folge geworden. Also Fabian und ich hatten auch beide um 20 Uhr einen Termin. Es ist jetzt 20.05 Uhr. Deswegen echt dickes Sorry.

44:39 Genau, wir können uns ja jetzt offiziell bei den Leuten entschuldigen, die dann muss er löschen. Sorry für unsere Verspätung. 20.06 Uhr ist es schon.

44:48 Mach's gut. Ciao, ciao, ciao.

45:08 Für die Inhalte in diesem Podcast übernehmen wir keine Gewähren. Der Podcast kann den Besuch von Vorlesungen nicht ersetzen. Wir empfehlen das Studium von einstiegiger Fachliteratur über den Inhalt des Podcasts hinaus.

45:17 Für Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie an Arzt und Apotheker.