Translation bei Prokaryoten

Wenn Sie diese Seite durchgearbeitet haben, sollten Sie

• erläutern können, wieso Prokaryoten innerhalb kürzester Zeit sehr viele Proteine herstellen können,
• begründen können, warum das für Prokaryoten ein Überlebensvorteil ist.

Bei den Prokaryoten (Eubakterien, Cyanobakterien, Archaebakterien) kann man beoachten, dass die Translation schon beginnt, wenn die Transkription noch gar nicht abgeschlossen ist. Es gibt bei den Prokaryoten ja keinen Zellkern, der durch eine Kernmembran von dem Zellplasma abgetrennt ist. Wenn die mRNA entstanden ist, so können sich sofort die Ribosomen-Untereinheiten an die neue mRNA setzen und mit der Translation beginnen, noch während die Transkription läuft.

In der Regel setzt sich nicht nur ein Ribosom an die wachsende mRNA, sondern nacheinander kommen viele dazu. Es entstehen sogenannte Polysomen. Auf diese Weise können von einer mRNA gleichzeitig zehn, zwanzig oder mehr Proteinketten hergestellt werden.

Und nicht nur das. Man hat in EM-Aufnahmen gesehen, dass mehrere RNA-Polymerasen hintereinander auf der DNA entlang wandern. Von einem Gen oder eine Gruppe von Genen können also gleichzeitig mehrere mRNAs abgeschrieben werden. Und jede dieser mRNAs kann durch viele Ribosomen gleichzeitig besetzt sein. Den Bakterienzellen ist es also möglich, innerhalb kurzer Zeit extrem große Proteinmengen herzustellen. Dies ist eine Folge der kurzen Lebensdauer einer Bakterienzelle, die oft nur 30 Minuten beträgt.

Ebenfalls eine Folge dieser kurzen Lebensdauer ist die Tatsache, dass die meisten mRNA-Moleküle schon nach wenigen Minuten wieder abgebaut werden. Durch die hohe Peptid-Bildungsrate (Polysomen, mehrere RNA-Polymerasen gleichzeitig) einerseits und die hohe mRNA-Abbaurate andererseits ist eine sehr schnelle und vor allem flexible Anpassungsfähigkeit der Bakterienzelle an wechselnde Umweltbedingungen gegeben. Proteine, die nicht mehr benötigt werden, können schnell durch andere Proteine ersetzt werden, die unter den neuen Umweltbedingungen wichtiger sind.