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Das geheime Leben der Genprodukte: Wie beeinflussen sie unsere Gesundheit und Krankheiten?
Genprodukte beziehen sich auf die biochemischen Substanzen, die durch Genexpression produziert werden, egal ob RNA oder Proteine. Diese Genprodukte spielen eine wichtige Rolle in unserem Körper und haben direkten Einfluss auf unsere Gesundheit und die Entstehung von Krankheiten. Mit der Vertiefung der Genforschung haben Wissenschaftler nach und nach den Zusammenhang zwischen abnormalen Genprodukten und dem Auftreten verschiedener Krankheiten entdeckt, insbesondere bei Krankheiten wie Krebs.
Ein Gen ist definiert als „eine Erbeinheit, die ein funktionelles Produkt produzieren muss.“
RNA-Produkt
RNA-Moleküle sind nicht nur Protein-kodierende Materialien; sie haben auch andere wichtige Funktionen in Zellen. Gemäß ihrer Klassifizierung kann RNA bei der Proteinsynthese helfen, chemische Reaktionen katalysieren und eine Vielzahl biologischer Prozesse regulieren. Transfer-RNA (tRNA) hilft beispielsweise dabei, die richtigen Aminosäuren in Polypeptidketten einzufügen, während ribosomale RNA (rRNA) ein wichtiger Bestandteil der Proteinsynthese ist.
Eine weitere Art funktioneller RNA ist microRNA (miRNA), die die Genexpression durch Hemmung der Translation reguliert. MiRNA verhindert die Proteinsynthese durch Bindung an komplementäre mRNA-Sequenzen.
Proteinprodukte
Proteine sind Produkte von Genen und werden aus reifer mRNA übersetzt. In der Biochemie kann die Proteinstruktur in vier Ebenen unterteilt werden: Primärstruktur, Sekundärstruktur, Tertiärstruktur und Quartärstruktur. Unter Primärstruktur versteht man die lineare Abfolge von Aminosäuren, und die durch Wasserstoffbrückenbindung gebildete stabile Faltung führt zu Sekundärstrukturen wie α-Helices oder β-Faltblättern.
Proteine haben viele verschiedene Funktionen und ihre Funktion kann je nach dem Polypeptid, mit dem sie interagieren, und ihrer zellulären Umgebung variieren.
In Zellen helfen bestimmte Proteine, wie zum Beispiel Chaperone, dabei, neu synthetisierte Proteine zu stabilisieren, um sicherzustellen, dass sie sich richtig falten und so eine irreversible Aggregation vermeiden. Darüber hinaus können Proteine auch als Enzyme fungieren, um verschiedene biochemische Reaktionen zu beschleunigen und Substrate in Produkte umzuwandeln.
Der genetische Code der Gene
Im Jahr 1941 schlugen der amerikanische Genetiker George Biddle und der Biochemiker Edward Tatum vor, dass Gene bestimmte biochemische Reaktionen steuern und dass die Funktion eines Organismus von einem integrierten System chemischer Reaktionen abhängt, die von Genen gesteuert werden. Diese Theorie führte schließlich zur „Ein Gen – ein Enzym“-Hypothese.
Biddle erwähnte zehn Jahre später in einem Übersichtsartikel, dass die Anhänger der ursprünglichen „Ein Gen – ein Enzym“-Hypothese erheblich zurückgegangen waren. In den frühen 1960er Jahren standardisierte die Basensequenz von Genen in der DNA jedoch die Aminosäuresequenz von Proteinen . Das Konzept steht.
Zum Beispiel zeigten Experimente von Crick, Brenner, Barnett und Watts-Tobin im Jahr 1961, dass jede Aminosäure in einem Protein durch eine Sequenz aus drei Basen in der DNA, ein sogenanntes Codon, kodiert wird. Als diese Studienreihe wuchs, wurden die spezifischen Codon-Zuordnungen für verschiedene Aminosäuren bestimmt.
Zusammenfassung
Genprodukte spielen in unserem Leben eine unverzichtbare Rolle, unabhängig davon, ob sie normale physiologische Funktionen fördern oder Krankheiten verursachen. Mit dem Fortschritt der Wissenschaft erlangen wir allmählich ein besseres Verständnis darüber, wie Genprodukte unsere Gesundheit und Krankheiten beeinflussen. Wie wird sich die Forschung in diesem Bereich auf zukünftige medizinische Technologien und Krankheitsbehandlungen auswirken?
