Gen Protein Aufgaben: Edel LK-Bio BI-3

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1 Proteinbiosynthese Von der DNA zum Protein Dieses Lernprogramm zeigt Ihnen in einem vereinfachten Modell den im Zellinneren ablaufenden Prozess vom Gen auf der DNA zum Protein. Aufgaben: 1 Betrachten Sie mehrmals den Ablauf. Zur Bearbeitung stehen Ihnen ca. 30 Minuten zur Verfügung. Bitte in die Folie klicken. Nur beim Blättern die Pfeile benutzen. 2 Verdeutlichen Sie mit Hilfe einer Karteikarte, welche Teilprozesse bei der Umsetzung der genetischen Information zu einem Protein ablaufen. Starten Sie dabei mit den Vorgängen im Zellkern. 3 Versetzen Sie sich in die Lage, den Gesamtprozess an der Tafel darzustellen. (Vortrag wird per Los zugeteilt! Kurze selbst geschriebene Notizen können zum Vortrag mit nach vorne genommen werden). 4 Für die Zuhörer: Geben Sie der MitschülerIn nach Vorstellung der Ergebnisse zuerst eine methodische, dann fachliche Rückmeldung! 1

2 Ausgangssituation: die beteiligten Komponenten im Überblick Kernhülle freie Aminosäuren beladene trna DNA- Strang Kernpore AminoacyltRNA-Synthetase freie trna RNA- Polymerase freie mrna- Nucleotide Ribosomen ( Untereinheiten ) 2

3 Transkription: Startphase Anlagerung der RNA-Polymerase Promotor mit Startpunkt Terminator 3

4 Transkription: Startphase Öffnung des DNA-Stranges Codogener Strang 4

5 Transkription: Beginn der mrna-synthese Anlagerung einzelner RNA-Nukleotide an die komplementären Basen DNA-Strangescodogenenverlaufenden 5 nach 3 vondes und ihre - 5 -Verknüpfung durch die mrna-polymerase zur mrna. 5

6 Transkription: Fortsetzung der mrna-synthese Kontinuierliche Verlängerung der mrna durch Anlagerung weiterer RNA-Nukleotide, bis die mrna-polymerase den Terminator erreicht. 6

7 Transkription: Ende der mrna-synthese mit Erreichen des Terminators mrna-polymerase löst sich mit der mrna von der DNA mrna-polymerase und mrna trennen sich. 7

8 Transkriptionsende mrna verlässt den Zellkern und wandert ins Zytoplasma. 8

9 Translation: frühe Startphase Anlagerung der beiden Untereinheiten eines Ribosoms an die mrna. 9

10 Translation: fortgeschrittene Startphase t-rna bringt die erste Aminosäure zum Startcodon der mrna und die komplementären Basen (Codon der mrna und Anticodon der t-rna) paaren sich. 10

11 Translation: späte Startphase t-rna bringt die zweite Aminosäure zu Ribosom und mrna. Die Aminosäuren werden über eine Peptidbindung verknüpft. Knüpfen der Peptidbindung 11

12 Translation: Aufbau eines Proteins Das Ribosom wandert entlang der mrna um ein Basentriplett (Codon) nach rechts. Die erste t-rna verlässt ohne ihre Aminosäure das Ribosom. Weitere t-rnas bringen neue Aminosäuren, die, nachdem sich das jeweilige Anticodon und Codon gepaart haben, ebenfalls über Peptidbindungen verknüpft werden. 12

13 Translation: Ende der Proteinsynthese Codon Die Verlängerung für Codon wird der mit Aminosäurekette Hilfe spezifischer schreitet t-rna-moleküle solange fort, die bis in das der mrna Ribosom enthaltende auf der mrna Information ein in Stopp-Codon die entsprechende (keine Aminosäuresequenz zum Code passende t-rna übersetzt. vorhanden) erreicht. Stoppcodon 13

14 Translationsende Nach Erreichen des Stopp-Codons zerfallen Ribosom und mrna in die Untereinheiten bzw. RNA- Nucleotide. Beide Bausteintypen stehen für neue Synthesen zur Verfügung. Fertiges Protein ( Primärstruktur ) 14

15 trna: Bau und Funktion Transfer-RNA- (trna) Moleküle setzen sich aus etwa 80 Nucleotiden zusammen. Diese lagern sich in der Sekundärstruktur zu Schleifen zusammen, die in der Summe an ein Kleeblatt erinnern. Aminosäure-Anheftungsstelle (am - ( CCA Ende; immer die Nucleotidfolge Anlagerungsregion für das Ribosom Erkennungsregion für die Aminoacyl-tRNA-Synthetasen Anticodon mrna-codon 15

16 trna: Aufnahme der spezifischen Aminosäure Die trnas vermitteln zwischen der mrna-basenfolge, die primär auf der Information der DNA beruht, und der darin codierten Aminosäuresequenz. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, beladen spezifische Aminoacyl-tRNA-Synthetasen die trna-moleküle mit der jeweils dazugehörigen Aminosäure. 16

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