Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten
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Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten Schülerbuch Seite 143 Arbeitsblatt Seite 147 A1 Erläutern Sie, weshalb die Proteinsynthese bei Basiskonzepte Das Thema ist Teil der Basiskonzepte Struktur und Funktion sowie Information und Kommunikation. Eukaryoten mehr Zeit erfordert. – BeieukaryotischenZellenerfolgtdieTranskriptionimZellkern,dieTranslationimZellplasma. DerOrtderTranskriptionistalso,andersalsbei denProkaryoten,durchdieKernmembranvom OrtderTranslationgetrennt.DieTranslation kanndemnachbeiEukaryotenerstbeginnen, wenndieTranskriptionmitdemSpleißenbeendetunddiefertigem-RNAdurchdieKernporen indasCytoplasmagelangtist. A2 Menschliche Proteinhormone können von „umprogrammierten“ Bakterienzellen hergestellt werden. Erläutern Sie, welche Schwierigkeiten sich aufgrund der unterschiedlichen Genstruktur von Pro- und Eukaryoten ergeben. – EukaryotischeGenesindgestückelt,sie enthaltenIntrons,prokaryotischehingegen nicht.Überträgtmanalsoeukaryotische GeneaufBakterien,könnendieIntronsnicht entferntwerden,daProkaryotennichtüberdie entsprechendenSpleiß-Enzymeverfügen.Die BiosynthesedesProteinhormonsgelängenicht. UmdiesesProblemzuumgehen,schreibtman diezugehörigem-RNA,dienachdemSpleißenkeineIntronsmehraufweist,mithilfedes EnzymsReverseTranskriptaseinc-DNAumund überträgtdieseaufBakterien. Translation Promotor 146 A1 Im Vergleich zur eukaryotischen ist die prokaryotische Zelle einfacher gebaut. Sie ist kaum kompartimentiert und enthält kein Cytoskelett, wohl aber Einfaltungen der Zellwand. (In der Regel ist bei Prokaryoten eine Zellwand aus Murein vorhanden.) Ribosomen sind in beiden Zelltypen vorhanden, unterscheiden sich jedoch in ihrer Größe. Den Prokaryoten fehlen Mitochondrien, Plastiden und Dictyosomen. Ein wichtiges Kennzeichen der Procyte ist das Fehlen des Zellkerns. Die ringförmige DNA liegt frei im Cytoplasma. Es findet hier bei der Proteinbiosynthese keine räumliche Trennung zwischen Transkription und Translation statt. A2 Im Vergleich zu den Prokaryoten, bei denen Transkription und Translation gleichzeitig im Cytoplasma ablaufen, sind diese beiden Prozesse bei Eukaryoten räumlich und zeitlich getrennt. Die Transkription findet im Zellkern, die Translation im Cytoplasma statt. Die m-RNA ist bei Prokaryoten schon während ihrer Synthese am codogenen Strang der DNA frei zugänglich. Da hier keine Prozessierung und kein Transport der m-RNA aus dem Zellkern stattfinden müssen, können die Ribosomen am zuerst entstehenden freien 5'-Ende bereits ansetzen, während die Transkription der folgenden Abschnitte noch erfolgt. Ist das erste Ribosom ein Stück in Richtung 3'-Ende vorgerückt, setzt sich ein weiteres Ribosom an, sodass die m-RNA gleichzeitig von mehreren Ribosomen in eine Polypeptidkette translatiert wird. Hinweis: Bei Eukaryoten kommen solche Ribosomenketten, Polysomen genannt, ebenfalls vor. Prokaryoten stellen Proteine anders her Transkription und Translation bei Eukaryoten sind bekannt. Aber wie sieht die Proteinbiosynthese bei Prokaryoten aus? Auch bei ihnen verläuft die Proteinbiosynthese prinzipiell in den beiden genannten Phasen wie bei den Eukaryoten. Ein paar wichtige Unterschiede gibt es jedoch. 1 Eucyte (Tierzelle) 2 Procyte (Bakterienzelle) nicht codogener DNA-Einzelstrang RNA-Polymerase codogener DNA-Einzelstrang mRNA freigesetzte Ribosomenuntereinheiten 3' Transkription Stop tRNA 5' wachsendes Polypeptid Start Ribosom 3 Schema der Proteinbiosynthese bei Prokaryoten fertiges Polypeptid A1 Nennen Sie wichtige Unterschiede im Aufbau von Prokaryoten und Eukaryoten und leiten Sie daraus einen wesentlichen Unterschied in der Organisation der Proteinbiosynthese ab. A2Vergleichen Sie die Proteinbiosynthese bei Prokaryoten (Abb. 3) und Eukaryoten. © Als Kopiervorlage für den eigenen Unterrichtsgebrauch freigegeben. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2012 147
