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59 RAAbits Biologie Januar 2009
Reihe 5 Verlauf MaterialS 4
LEK Glossar Mediothek
Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
II/B2
M 3 Bauteile für das Modell zur Proteinbiosynthese
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VORS
CHAU
59 RAAbits Biologie Januar 2009
Reihe 5 Verlauf MaterialS 11
LEK Glossar Mediothek
Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
II/B2
M 7 Expertenthema „Transkription“: Eine Kopie eines Gens aus dem Genarchiv DNA wird aus RNA erstellt
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).
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 Matrizen-strang 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.
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 m-RNAs? 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.
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59 RAAbits Biologie Januar 2009
Reihe 5 Verlauf MaterialS 14
LEK Glossar Mediothek
Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
II/B2
t-RNA
Der genetische Code gibt an, welches Basentri-plett (Codon) in welche Aminosäure des entspre-chenden 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.
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.
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.
Ein t-RNA-Molekül kann entweder eine Amino-säure gebunden haben oder aber nicht. Wenn eine Aminosäure gebunden ist nennt man sie „Amino-acyl-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 Basen-paarungsregeln 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 ange-lagert, 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.
Anlagerungsstelle für das Ribosom
Dieser Bereich ermöglicht den in der Translation wichtigen Vorgang der Anlagerung der t-RNA an das Ribosom.
Abbildung 1: Zweidimensionale Darstel-lung der Methionyl-t-RNA. Hier hat die t-RNA die Aminosäure Methionin gebunden.
Abbildung 2: Modellhafte Darstellungen der dreidimensionalen Struktur der t RNA.
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59 RAAbits Biologie Januar 2009
Reihe 5 Verlauf MaterialS 17
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Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
II/B2
Die Translation
Die Translation ist nach der Transkription der zweite Schritt auf dem Wege der Proteinbio-synthese. 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:
Abbildung 1.: Vorgänge bei der Translation
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