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Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
Reihe 5
M3
Verlauf
Material
S4
LEK
Glossar
Mediothek
Bauteile für das Modell zur Proteinbiosynthese
II/B2
U
A
H
C
S
R
O
V
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59 RAAbits Biologie Januar 2009
Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
Reihe 5
M7
Verlauf
Material
S 11
LEK
Glossar
Mediothek
Expertenthema „Transkription“: Eine Kopie eines
Gens aus dem Genarchiv DNA wird aus RNA erstellt
II/B2
U
A
H
C
Arbeiten Sie das Text- und Bildmaterial zum Thema „Transkription“ durch.
Aufgaben
Beantworten Sie folgende Fragen schriftlich (nicht alle Informationen sind im Text zu finden
– gegebenenfalls im Schulbuch nachgucken).
S
R
1)
Nennen Sie die Teilprozesse der Proteinbiosynthese.
2)
Nennen Sie den Ort, wo die Transkription stattfindet.
3)
Geben Sie die Leserichtung der RNA-Polymerase an.
4)
Geben Sie die Syntheserichtung der RNA-Polymerase an.
5)
Erklären Sie, wie die RNA-Polymerase erkennt, wo sie die Transkription beginnen
beziehungsweise beenden muss?
6)
Erklären Sie, welchen DNA-Strang man als codogenen beziehungsweise als Matrizenstrang bezeichnet.
7)
Erläutern Sie, welche Nukleotide der RNA-Polymerase als Substrat dienen und warum
dies so ist.
8)
Erläutern Sie die chemischen Unterschiede zwischen DNA und RNA.
9)
Erklären Sie, welchen biologischen Sinn es hat, dass die m-RNA relativ instabil ist.
O
V
10) Im Folgenden ist die Sequenz von drei codogenen Strängen dargestellt
a) 5´-GATTCATGCTACCGTCATGCC-3´
b) 3´-TACACGTTACGTAAATGCGTG-5`
c) 5´-GTTGCATTTGCATCATCCTATC-3´
Die RNA-Polymerase erstellt nun eine m-RNA. Wie lauten die drei verschiedenen mRNAs? Notieren Sie die m-RNA von 5´- in 3´-Richtung.
11) Erstellen Sie einen Spickzettel, mit dem Sie den anderen Teilnehmern der Stammgruppe
die Transkription in angemessener Fachsprache erklären können.
12) Treffen Sie sich in der Stammgruppe und bearbeiten Sie die Aufgaben des Arbeitsblattes
M 10.
59 RAAbits Biologie Januar 2009
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Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
Reihe 5
Verlauf
Material
S 14
LEK
Glossar
Mediothek
t-RNA
Der genetische Code gibt an, welches Basentriplett (Codon) in welche Aminosäure des entsprechenden Polypeptids übersetzt wird. Er ist das
Wörterbuch für die Übersetzung.
Als Vermittler ist eine besondere Ribonukleinsäure
eingeschaltet, die Transfer-RNA (t-RNA, t für lat.
transferre = übertragen). Sie stellt das Bindeglied
zwischen Basen- und Aminosäuresequenz dar.
II/B2
Die t-RNAs (es gibt viele verschiedene, die sich
in ihrem Anticodon unterscheiden) bestehen aus
Ribonukleotiden. Wie auf den Abbildungen 1
und 2 zu sehen ist, kommt die räumliche Struktur
durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen
den einzelnen Ribonukleotiden zustande. So hat
die zweidimensionale Darstellung (Abbildung 1)
Ähnlichkeiten mit einem Kleeblatt.
U
A
H
C
Neben den bekannten Basen treten hier auch andere
Basen auf, die hier durch das Y beziehungsweise
einen Punkt gekennzeichnet sind. Diese entstehen
durch enzymatische Veränderung der „normalen“
Basen.
S
R
Abbildung 1: Zweidimensionale Darstellung der Methionyl-t-R NA. Hier hat
die t-RNA die Aminosäure Methionin
gebunden.
O
V
Ein t-RNA-Molekül kann entweder eine Aminosäure gebunden haben oder aber nicht. Wenn eine
Aminosäure gebunden ist nennt man sie „Aminoacyl-t-RNA“. Die Abbildung 2 zeigt zwei modellhafte
Darstellungen der dreidimensionalen Struktur einer
t-RNA, die keine Aminosäure gebunden hat. Auf
der Abbildung 1 sind drei besondere Bereiche des
t-RNA-Moleküls hervorgehoben auf die nun näher
eingegangen wird.
Anticodon
Das so genannte „Anticodon“ bindet nach den Basenpaarungsregeln komplementär und antiparallel an
das entsprechende m-RNA-Triplett, das so genannte
„Codon“. Das Codon lautet 5´-AUG-3´, das Anticodon
lautet 3´-UAC-5´.
Aminosäure-Bindungsstelle
An die Aminosäure-Bindungsstelle wird eine
bestimmte Aminosäure (es kommt auf das Anticodon
an) angelagert. Es wird diejenige Aminosäure angelagert, die nach den Regeln des genetischen Codes
von dem zugehörigen m-RNA-Triplett (Codon) verschlüsselt wird. Die Anlagerung erfolgt
bei allen t-RNA-Molekülen am 3´-Ende des Adenins.
Abbildung 2: Modellhafte Darstellungen
der dreidimensionalen Struktur der t
RNA.
Anlagerungsstelle für das Ribosom
Dieser Bereich ermöglicht den in der Translation wichtigen Vorgang der Anlagerung der
t-RNA an das Ribosom.
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59 RAAbits Biologie Januar 2009
Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
Reihe 5
Verlauf
Material
S 17
LEK
Glossar
Mediothek
Die Translation
II/B2
Die Translation ist nach der Transkription der zweite Schritt auf dem Wege der Proteinbiosynthese. Dabei wird die Basensequenz der m-RNA in die Aminosäuresequenz des Proteins
übersetzt (translatiert). Die Translation erfolgt an den Ribosomen. Diese Organellen der
Proteinbiosynthese bestehen aus Protein (ca. 25%) und Ribonukleinsäure (ca. 75%), der r-RNA
(ribosomale RNA). Die r-RNA wird durch Transkription der DNA gewonnen und codiert
nicht für ein Polypeptid. Das funktionsfähige Ribosom ist aus zwei unterschiedlich großen
Untereinheiten zusammengesetzt. Auf der Abbildung 1 ist die große Untereinheit oberhalb
der m-RNA und die kleine Untereinheit unterhalb der m-RNA zu erkennen. Die Translation
lässt sich in 4 Teilschritte gliedern. Dies zeigt die Abbildung 1 schematisch:
U
A
H
C
S
R
O
V
Abbildung 1.: Vorgänge bei der Translation
59 RAAbits Biologie Januar 2009
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