Proteinbiosynthese Flashcards
Wie tritt ein Merkmal in Erscheinung & gebe ein Bsp!
- 1 Merkmal tritt durch Stoffwechselvorgänge (Z.B. Art Atmung, Herstellung Farbstoffen,..) in Erscheinung.
- Für alle diese Reaktionen sind Enzyme (Biokatalysatoren) notwendig.
Bsp. Blütenfarbe:
- für bestimmte Blütenfarben ist Synthese dieses Farbstoffes nötig.
- Synthese erfolgt durch Enzyme, die aus Proteine bestehen.
- Bausteine sind 20 verschiedene
Aminosäuren - Reihenfolge
AS in Proteinen (= Aminosäurensequenz) wird durch Reihenfolge Nukleotide in DNA (= Nukleotidsequenz) festgelegt.
Was bedeutet DNA-Transkription & wie ist ihr Ablauf?
Transkription
- bei Eukaryonten (= Lebewesen mit echtem Zellkern) befindet sich DNA im Zellkern, Proteinsynthese findet aber an Ribosomen im Zellplasma statt → Informationsübertragung nötig:
- genetische Information wird von DNA auf messenger -RNA übertragen → Transkription.
Ablauf:
- DNA-Doppelstrang wird durch RNA-Polymerase durch Bindung an Promotor an 1 Stelle aufgebrochen.
- 1 Strang dient als Vorlage → Strang, an dem sich ****Promotor**** (kurze Basensequenzen, die vor Beginn eines Gens liegen) ********des zu übersetzenden Gens befindet→ codogener Strang
- an codogenen Strang lagern sich komplementäre Nukleotide an, werden durch RNA-Polymerase verknüpft → aufgrund ihres Baus kann RNA-Polymerase DNA nur in 3’ → 5’ Richtung lesen
- neuer Einzelstrang m-RNA entsteht.
- Sie enthält genetische Information kopierten DNA-Stückes in Transportform.
- Transkription endet an spezifischen DNA-Sequenz → Terminator
- m-RNA löst sich nun von DNA & wandert durch Kernporen vom Zellkern zu Ribosomen.
Wo findet die Proteinsythese statt, was ist die Funktion & welche 2 Prozesse macht sie aus + wie sind Ribosomen aufgebaut?
- Orte der Proteinsynthese sind die Ribosomen, die im Zellplasma und am ER (= endoplasmatisches Reticulum) vorkommen
- Die Ribosomen bestehen aus ribosomalen-RNA & Proteinen.
- Ihre 2 Untereinheiten lassen einen Spalt für messenger-RNA frei.
- Information für Bildung Proteine wird von DNA-Abschnitten vorgegeben.
- Informationsübertragung erfolgt in 2 Vorgängen: Transkription und Translation
Was bedeutet DNA-Translation & wie ist ihr Ablauf?
- Bildung Proteins durch Übersetzung Basenfolge der m-RNA in Aminosäure-Sequenz des Proteins
- Diese Übersetzung erfolgt durch transfer-RNA (t-RNA), die eine kleeblattähnliche Struktur besitzt
- Basen der t- RNA sind an geraden Abschnitten gepaart, nicht aber in den Schleifen.
- An mittleren Schleife befindet sich 1 bestimmtes Basentriplett, das Anticodon. Es kann sich mit dem komplementären Codon der m-RNA paaren.
- Es gibt versch. t-RNA-Typen. Jede kann nur eine bestimmte
Aminosäure binden; t-RNAs und Aminosäuren kommen frei im Zellplasma vor.
Ablauf:
- m-RNA kommt nach Transkription aus Zellkern ins Cytoplasma. Dort treten beide Untereinheiten 1 Ribosoms an m-RNA heran & schließen sie ein -> Initiation
- inzwischen beladen sich verschiedene t-RNAs mit der jeweils passenden AS
- jede mRNA beginnt mit Startcodon AUG → dort lagert sich komplementäres tRNA-Molekül mit Anticodon UAC an → Molekül daher mit AS Methionin beladen = 1. t-RNA (beladen mit AS1) verbindet sich mit komplementären Startcodon der m-RNA & 2. t-RNA (beladen mit AS2) mit nächsten passenden Codon
- AS1 wird an AS2 angehängt & Ribosom springt um 1 Codon in Richtung 5’ weiter. -> Elongation
- 1. t-RNA nun entladen & entfernt sich
- Vorgang wiederholt sich sooft mit weiteren beladenen t-RNAs, bis Stoppcodon kommt
- Dann ist AS-Kette (Polypeptid) fertig & erreicht durch Faltung endgültige Struktur des Proteins -> Termination
Was ist der genetische Code & wie ist dieser festgelegt?
- Ähnlich 1 Morsetext mit 3 Zeichen (Punkt, Strich, Pause) werden genetische Informationen DNA mit 4 Zeichen (4 vers. Basen: Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin / Uracil bei RNA) verschlüsselt.
- Dieser Code steht für 20 verschiedene Aminosäuren, die in Ketten aneinander gereiht (= Polypeptide) alle Proteine (z.B. Enzyme, Zellbestandteile,.) aufbauen.
- 4 Basen alleine könnten nur 4^1 Aminosäuren codieren, 4 Basenpaare; 4^2 = 16 AS ( zu wenig).
-
Basentripletts (= 3 Basen z.B. ACA, GCA) können 4^3 = 64 Codeworte erzeugen:
einige AS werden von verschiedenen Tripletts codiert - zusätzlich gibt es noch Start- und , Stoppcodons, die Anfang / Ende 1 AS-Kette anzeigen. (s. Code-Sonne)
- Abfolge von 3 Basen codiert also jeweils 1 Aminosäure
- Du kennst die vier Basen C, G, A und T. Im folgenden Codeschlüssel sind die Codewörter für die mRNA angegeben (enthalten 1 U = Uracil statt T = Thymin)
- Die 3 Buchstaben (Basen) werden jeweils von innen nach außen gelesen & codieren für die außen notierte AS (Abkürzungen außerhalb Kreises).
Definiere Codogen, Codon, Anticodon & Basensequenz
- Codogen - Basentriplett der DNA, das 1 AS codiert (z.B. AAT)
- Codon = Basentriplett m-RNA, komplementär zu seinem Codogen (z.B. UUA)
- Anticodon = Basentriplett t-RNA, komplementär zum Codon
- Basensequenz = Reihenfolge Basen, legt Erbinformation fest
RNA-Reifung
Definition, Ablauf
- bei Transkription Eukaryoten → Vorläufer eigentlichen m-RNAs → **prä-mRNA****
- Vorgang, bei dem prä-mRNA → reife mRNA → RNA-Reifung
1) prä-mRNA längernals reife → enthält ****Introns**** → nd codierende DNA-Abschnitte innerhalb Gens, noch im Zellkern → Introns herausgeschnitten & benachbarten, codierende Abschnitte **Exons** miteinander verknüpft → ****Spleißen****** → Code für Protein entsteht
2) beiden Ende prä-mRNA verändert → an zuerst transkribierte Ende (5’) → Kappe (******Cap-Struktur)****** → Nucleotid, welches vor enzymatischem Abbau schützt & 3’-Ende → geschützt durch mehrere Adenin-Nucleotide (******Poly-A-Schwanz)******
Von der Polypeptidkette zum fertigen Protein
- P-Kette vgl-bar mit langem Stück Draht
- Proteine liegen meist nicht in Polypeptidketten vor → ******Primärstruktur********
- funktionsfähig wenn Kette aufgefaltet
- bei Bildung AS-Kette beginnt sie aufgrund von Bindungskräften räumlich zu falten (= Sekundärstruktur), z.B alpha-Helixstruktur
- häufig durch Verdrehungen auch räuml. Struktur → **Tertiärstruktur**
- wenn mehrere PP-Ketten sich zur funktionsfähigen Einheit zusammenlagern → Quartärstruktur → Bsp Hämoglobin
