Proteinbiosynthese

Erklärung: Bei der Proteinbiosynthese wird die genetische Information der DNA in Proteine umgesetzt. Sie verläuft in zwei Schritten: Transkription (DNA → mRNA) und Translation (mRNA → Protein).

Erklärung: Transkription (lat. 'Umschrift'): Das Enzym RNA-Polymerase liest den codogenen Strang der DNA ab und synthetisiert eine komplementäre mRNA. Diese wandert aus dem Zellkern ins Cytoplasma.

Erklärung: Richtig. An den Ribosomen wird die mRNA abgelesen: Jeweils drei Basen (Codon) codieren eine Aminosäure. tRNA-Moleküle bringen die passenden Aminosäuren, die zu einer Polypeptidkette verknüpft werden.

Erklärung: Ein Codon (Basentriplett) besteht aus drei aufeinanderfolgenden Basen der mRNA. Mit 4 Basen und 3er-Kombinationen ergeben sich 64 mögliche Codons für 20 Aminosäuren (+ Stopp-Codons). Der Code ist redundant.

Erklärung: Ribosomen sind die 'Proteinfabriken' der Zelle. Sie lesen die mRNA ab und verknüpfen die von tRNA angelieferten Aminosäuren zu Polypeptidketten.

Erklärung: Transfer-RNA (tRNA) hat eine kleeblattförmige Struktur mit einem Anticodon (komplementär zum Codon) und einer Bindungsstelle für die zugehörige Aminosäure. So wird die Übersetzung von Basen in Aminosäuren vermittelt.

Erklärung: Richtig. Von Bakterien bis zum Menschen verwenden (fast) alle Organismen denselben genetischen Code. Dies ist ein starker Beleg für die gemeinsame Abstammung aller Lebewesen.

Erklärung: Das zentrale Dogma (Francis Crick, 1958): DNA wird in RNA transkribiert, RNA wird in Protein translatiert. Der Informationsfluss verläuft in eine Richtung (mit Ausnahme der Retroviren: RNA → DNA).

Erklärung: Stopp-Codons (UAA, UAG, UGA) codieren keine Aminosäure. Wenn das Ribosom ein Stopp-Codon erreicht, löst sich die Polypeptidkette vom Ribosom und faltet sich zum funktionsfähigen Protein.

Erklärung: AUG ist das universelle Start-Codon. Es codiert Methionin und signalisiert dem Ribosom, wo die Translation beginnt. Methionin steht daher am Anfang jeder Polypeptidkette (wird oft später abgespalten).

Erklärung: Richtig. RNA verwendet Uracil statt Thymin. Die Basenpaarung bei der Transkription: DNA-Adenin paart mit RNA-Uracil (A-U), DNA-Thymin paart mit RNA-Adenin (T-A).

Erklärung: Der genetische Code ist redundant — mehrere Codons, eine Aminosäure. Viele Punktmutationen an der dritten Base bleiben deshalb „stumm".

Erklärung: Ribosomen bestehen aus einer großen und einer kleinen Untereinheit. Sie wandern entlang der mRNA, und an jedem Codon wird die passende tRNA mit ihrer Aminosäure gebunden. Die Peptidbindung wird katalysiert.

Erklärung: 1. DNA wird im Kern zu mRNA transkribiert → 2. mRNA verlässt den Kern durch Kernporen → 3. Ribosomen translatieren die mRNA in eine Aminosäurekette → 4. Das Protein faltet sich in seine dreidimensionale Funktionsform.

Erklärung: Messenger-RNA (mRNA) ist die Kopie eines Gens, die als Bauplan für ein Protein dient. Sie hat eine begrenzte Lebensdauer und wird nach der Translation abgebaut.

Erklärung: Richtig. Gene sind die funktionellen Einheiten der DNA. Der Mensch hat rund 20.000 proteincodierende Gene, die nur einen kleinen Teil der gesamten DNA ausmachen.

Erklärung: Met–Pro. AUG ist das Startcodon und bringt selbst Methionin mit, CCG ist Prolin. UGA ist ein Stoppcodon — hier löst sich die Kette vom Ribosom, und AAG UUU dahinter werden nicht mehr übersetzt. Met–Pro–Lys–Phe liest über das Stoppcodon hinweg, Pro–Lys–Phe lässt das Methionin des Startcodons weg.

Erklärung: CUU → CUG. Auch CUG bedeutet Leucin — der Code hat 64 Codons für 20 Aminosäuren, und viele Aminosäuren unterscheiden sich nur in der dritten Base. CCU wäre Prolin, AUU Isoleucin: An der ersten oder zweiten Stelle ändert ein Austausch meist die Aminosäure.

Erklärung: Ab der Lücke verrutscht das Leseraster: AUG UCU GAA AGC UUC AUU AG… heißt Met–Ser–Glu–Ser–Phe–Ile. Das Stoppcodon UAG steht nicht mehr im Raster, die Kette läuft weiter. Eine fehlende Base nimmt also nicht einfach eine Aminosäure heraus und ändert auch nicht nur eine — sie verändert alles dahinter.

Erklärung: Nur Met–Ala. UAG ist ein Stoppcodon, also endet die Kette schon nach dem zweiten Codon, und Phe und Glu fehlen. Ein einziger ausgetauschter Buchstabe kann also stumm sein, eine Aminosäure ändern — oder das Protein mittendrin abbrechen.