Grundlagen der Proteinsynthese

Die Proteinsynthese ist ein umfangreicher Prozeß, der das Zusammenspiel von mehr als hundert Makromolekülen erfordert. Ungezählte Teams von Wissenschaftlern haben viel Zeit und Geld darauf verwendet, den Ablauf der Proteinsynthese zu erforschen. Die ersten Ergebnisse wurden bei Experimenten mit Bakterien gewonnen. Das Feld der Proteinsynthese ist nur schwer in Kürze zu behandeln; normalerweise werden diesem Thema ganze Bücher oder Universitätssemester gewidmet. Eine vollständige Behandlung des komplexen Vorgangs würde den Rahmen dieses Buches sprengen, deshalb beschränke ich mich auf einen Überblick, der die Diskussion einer Beeinflussung der Proteinsynthese durch anabole Steroide erlaubt.

Der generelle Informationsfluß, der zur Proteinsynthese führt, kann folgendermaßen zusammengefaßt werden: Stimulus ► Einschalten der genetischen Maschinerie ► Proteinsynthese Jede Stufe dieses Schemas wird im Folgenden einzeln besprochen: Stimulus: Der auslösende Reiz zum Start der Proteinsynthese, die in ein über das normale Maß hinausgehende Wachstum der Skelettmuskulatur mündet, ist der Einsatz dieser speziellen Muskelgruppe. Der genaue Auslöser in der Muskelzelle ist noch unbekannt. Aktuelle Theorien vermuten hinter dem Muskelwachstum eine Art Aufladung der einzelnen Muskelzelle mit Nährstoffen, die einen relativen Sauerstoffmangel auf zellulärer Ebene nach sich zieht. Wissenschaftler und Athleten wenden beim Training viele unterschiedliche Methoden an, um einen Muskel zum Wachstum anzuregen. Doch bis heute weiß man noch nicht, welche die Methode die beste ist.

Einschalten der genetischen Maschinerie: Innerhalb einer Zelle verläuft der Informationsfluß von der Desoxyribonukleinsäure (DNS) über die Ribonukleinsäure (RNS) zum Proteinaufbau. Dabei sind alle Informationen einer Zelle in Form des langen Doppelstranges (Doppelhelix) ihrer DNS enthalten. Unterschiedliche Abschnitte des DNS-Moleküls können für die Synthese von Protein „abgeschrieben” werden (Transkription). Diese Abschrift eines Teils der DNS nennt man Boten- oder Messenger-RNS. Diese Messenger-RNS verbindet sich im Zellplasma mit einer anderen RNS, der ribosomalen RNS. Die Kombination beider RNS stimuliert eine dritte Art — Transfer-RNS genannt — die jeweils für eine bestimmte Aminosäure spezifisch ist.

Proteinmolekül zusammengebaut, wie es auf dem abgeschriebenen Teilstück der DNS codiert war. Auf diese Weise kann eine große Anzahl von Proteinmolekülen hergestellt werden, die dann für Wachstumsprozesse in der jeweiligen Muskelzelle verwendet werden. Wenn eine Muskelzelle einmal in Umfang und Leistungsfähigkeit verstärkt worden ist, wird ein immer neuer Reiz — gleich dem, der das anfängliche Wachstum ausgelöst hat — benötigt, um den Status Quo zu erhalten. Ohne diese periodische Stimulation der Zelle tritt eine Umkehrung des Prozesses ein: Es wird Protein abgebaut, bis der ursprüngliche Zustand wieder erreicht ist. Proteinabbau und -aufbau finden im Körper in ununterbrochener Folge statt. Normalerweise wird nur die Menge Protein aufgebaut, die durch Abbauprozesse verloren geht. Dieser Kreislauf wird durch viele Faktoren kontrolliert, unter anderem durch Ernährung, Bewegung, Gesundheitszustand, Hormone usw. Wenden wir uns nun der Frage zu, wie Hormone die Proteinsynthese beeinflussen.

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