Proteinbiosynthese
Was ist 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).
Bei der ___ wird die DNA-Information in eine mRNA-Kopie umgeschrieben.
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.
Bei der Translation wird die Basensequenz der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt.
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.
Wie viele Basen codieren eine Aminosäure (ein Codon)?
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.
Wo findet die Translation statt?
Erklärung: Ribosomen sind die 'Proteinfabriken' der Zelle. Sie lesen die mRNA ab und verknüpfen die von tRNA angelieferten Aminosäuren zu Polypeptidketten.
Die ___ transportiert die passende Aminosäure zum Ribosom und hat ein Anticodon, das komplementär zum mRNA-Codon ist.
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.
Der genetische Code ist universell — fast alle Lebewesen verwenden den gleichen Code.
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.
In welcher Reihenfolge flieĂźt die genetische Information laut dem 'zentralen Dogma der Molekularbiologie'?
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).
Was passiert, wenn ein Stopp-Codon (z. B. UAA, UAG, UGA) am Ribosom erreicht wird?
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.
Das Start-Codon AUG codiert die Aminosäure ___ und markiert den Beginn der Translation.
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).
Die mRNA enthält im Gegensatz zur DNA die Base Uracil (U) statt Thymin (T).
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).
Die Codons GGU, GGC, GGA und GGG stehen alle für dieselbe Aminosäure (Glycin). Was folgt daraus für eine Mutation GGU → GGC?
Erklärung: Der genetische Code ist redundant — mehrere Codons, eine Aminosäure. Viele Punktmutationen an der dritten Base bleiben deshalb „stumm".
Welche Rolle spielen Ribosomen bei der Proteinbiosynthese?
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.
Ordne die Schritte der Proteinbiosynthese in der richtigen Reihenfolge.
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.
Die ___ (Boten-RNA) transportiert die genetische Information von der DNA im Zellkern zu den Ribosomen im Cytoplasma.
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.
Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der die Information für ein Protein (oder eine funktionelle RNA) enthält.
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.
Welche Aminosäurekette entsteht aus der mRNA AUG CCG UGA AAG UUU?
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.
Das Codon CUU steht für Leucin. Welcher Austausch einer einzelnen Base lässt das Protein unverändert?
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.
Die mRNA AUG UCU GGA AAG CUU CAU UAG ergibt Met–Ser–Gly–Lys–Leu–His. Nun fehlt das erste G von GGA. Welche Kette entsteht?
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.
Die mRNA AUG GCU CAG UUC GAA UAA ergibt fünf Aminosäuren. Im dritten Codon wird C gegen U getauscht: CAG → UAG. Was entsteht jetzt?
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.
Wie heiĂźt das Umschreiben eines Gens von DNA in mRNA?
Antwort:
Transkription
Erklärung: Die Transkription findet im Zellkern statt; die mRNA trägt die Abschrift dann zu den Ribosomen.
Wie heißt das Übersetzen der mRNA in eine Aminosäurekette?
Antwort:
Translation
Erklärung: Bei der Translation liest das Ribosom die mRNA Codon für Codon; tRNAs bringen die passenden Aminosäuren.
An welchem Zellbestandteil findet die Translation statt?
Antwort:
am Ribosom
Erklärung: Ribosomen liegen im Zellplasma — außerhalb des Zellkerns, deshalb braucht es die mRNA als Bote.
Welche Base steht in der mRNA an der Stelle von Thymin?
Antwort:
Uracil
Erklärung: RNA enthält Uracil statt Thymin; gegenüber von Adenin der DNA steht in der mRNA deshalb U.
Aus wie vielen Basen besteht ein Codon?
Antwort:
drei
Erklärung: Ein Codon ist ein Basentriplett. Mit vier Basen gibt es 4 · 4 · 4 = 64 Codons für 20 Aminosäuren.
Kette vom Gen zum Merkmal: Was folgt auf DNA?
Antwort:
mRNA
Kette vom Gen zum Merkmal: Was folgt auf mRNA?
Antwort:
Protein
Kette vom Gen zum Merkmal: Was steht vor mRNA?
Antwort:
DNA
Kette vom Gen zum Merkmal: Was folgt auf Protein?
Antwort:
Merkmal
Kette vom Gen zum Merkmal: Was steht vor Protein?
Antwort:
mRNA
Kette vom Gen zum Merkmal: Was steht vor Merkmal?
Antwort:
Protein
Nenne die Kette vom Gen zum Merkmal in vier Gliedern.
Hattest du es gewusst?
Antwort:
DNA, mRNA, Protein, Merkmal