Translation

Translation Übung

• Bringe die Schritte der Translation in die richtige Reihenfolge.

  Tipps

  Das „E“ der E-Stelle steht für das englische Wort „Exit“ (=Ausgang).

  Lösung

  Zu Beginn der Translation setzt das Ribosom am Startcodon der mRNA an. Die für dieses Basentriplett spezifische t-RNA bindet die mRNA an der P-Stelle des Ribosoms. Die darauffolgende t-RNA bindet an der A-Stelle des Ribosoms. Sind zwei t-RNAs gebunden, rückt das Ribosom um ein Basentriplett weiter, so dass nun die erste t-RNA an der E-Stelle und die zweite an der P-Stelle sitzt. Bei diesem Vorgang findet die Verknüpfung der zwei Aminosäuren statt. Die erste t-RNA kann daraufhin den Ribosomkomplex an der E-Stelle verlassen. Eine neue t-RNA bindet nun wieder an die A-Stelle und der Prozess beginnt von Neuem.

• Beschreibe den Prozess der Translation.

  Tipps

  Überlege, wie viel Basen für je eine Aminosäure codieren.

  Lösung

  Im Anschluss an die Transkription, bei der die DNA in mRNA umgeschrieben wird, erfolgt die Translation. Beide Prozesse sind Teil der Proteinbiosynthese. Die mRNA verlässt den Zellkern und gelangt in das Cytoplasma. Dort bildet sich ein Komplex aus der mRNA und Ribosomen. Ribosome lesen die Basensequenz der mRNA ab. Je ein Triplett codiert für eine Aminosäure. Die tRNAs bringen die Aminosäuren zum Ribosom, wo sie miteinander verknüpft werden. Jede t-RNA besitzt ein spezifisches Anticodon, mit dem sie an die mRNA bindet. Am Stoppcodon zerfällt der Komplex aus Ribosom und mRNA. Das Endprodukt der Translation ist ein Protein.

• Entscheide, ob die Begriffe zur Transkription oder zur Translation gehören.

  Tipps

  Überlege, wo die beiden Prozesse ablaufen.

  Bei beiden Prozessen gibt es jeweils ein Endprodukt.

  Lösung

  Bei der Transkription wird der codogene Strang der DNA in mRNA umgeschrieben. Das Enzym, das die DNA abliest und gleichzeitig die mRNA synthetisiert, heißt RNA-Polymerase. Ihr Startpunkt ist eine spezifische Sequenz der DNA, der sogenannte Promotor. Die Transkription findet im Zellkern statt.

  Bei der Translation wird der Code der mRNA in ein Protein übersetzt. Ein Ribosom erkennt das Startcodon der mRNA und bildet mit ihr einen Komplex. Je ein Basentriplett codiert für eine Aminosäure. Die Aminosäuren werden von den t-RNAs zum Ribosomkomplex transportiert. Sie binden spezifisch mit ihrem Anticodon an die mRNA. Die Aminosäuren werden an der P-Stelle des Ribosoms miteinander verknüpft. Am Stoppcodon zerfällt der Komplex. Die Translation findet im Cytoplasma statt.

• Übersetze den mRNA-Strang mit Hilfe der Code-Sonne in eine Aminosäurenkette.

  Tipps

  Je drei Basen, ein sogenanntes Basentriplett, codieren für eine Aminosäure. Um ein Triplett in eine Aminosäure zu übersetzen, beginne im Kern der Code-Sonne und arbeite dich nach außen vor.

  Lösung

  Wie Du siehst, bildet jede Base A, G, U und C ein Viertel der Code-Sonne. Außerdem besteht sie aus drei bunten Kreisen und einem ganz außen liegenden weißen Kreis. Innerhalb der Code-Sonne arbeitest Du von außen nach innen.

  Um herauszufinden, für welche Aminosäure ein Basentriplett codiert, gehst Du folgendermaßen vor:

  • Suche die erste Base im innersten Kreis der Code-Sonne. Das ist dein Ausgangspunkt.
  • Die zweite Base deines Tripletts findest Du im mittleren Kreis.
  • Die dritte Base befindet sich im äußeren, bunten Kreis.
  • Im weißen Kreis findest Du nun die entsprechende Aminosäure.

  Du kannst erkennen, dass die letzte Postion in einem Basentriplett oft flexibel ist, um die gleiche Aminosäure zu codieren. So liefert sowohl das Triplett UUA als auch das Triplett UUG z.B. die gleiche Aminosäure Leucin.

• Beschreibe die Translation.

  Tipps

  Jede t-RNA besitzt ein Anticodon, das für eine bestimmte Aminosäure spezifisch ist.

  P-Stelle ist die Abkürzung für Peptidylstelle. „Peptid“ ist ein Begriff für eine Kette aus Aminosäuren.

  Lösung

  Jede t-RNA bindet spezifisch mit ihrem Anticodon an die mRNA. Dieses Anticodon ist komplementär zur Basensequenz der mRNA. t-RNAs tragen die spezifische Aminosäure und bringen sie zum Ribosom.

  Am Ribosom besetzt die neue t-RNA zuerst die A-Stelle. Wenn das Ribsom die mRNA weiter abliest, rückt die t-RNA an die P-Stelle. Dort findet die Verknüpfung der Aminosäuren statt. Ist die Aminosäure mit der Kette verknüpft, rückt die t-RNA weiter an die E-Stelle, von wo sie den Komplex aus Ribosom und mRNA verlässt.

  An Stoppcodons bindet keine t-RNA, da es für diese Basentripletts keine t-RNA mit einem passenden Anticodon gibt. Der Komplex aus t-RNA und Ribosom zerfällt. Als Endrodukt der Translation bleibt die Aminosäurenkette.

• Beschreibe, welche Auswirkungen die Mutationen auf das Protein haben.

  Tipps

  Übersetze als Erstes die Basensequenz in die Aminosäuresequenz. Nummeriere auch die Position der Basen.

  Zum Beispiel:
  CUU GUC
  123 456

  Fallen Basen weg, kommt es meist zu einer Verschiebung des Leserasters, da diese immer in Tripletts abgelesen werden.

  Überlege, was passiert, wenn ein ganzes Triplett wegfällt.

  Lösung

  Die mRNA hat folgende Sequenz: ...CUU GUC ACA ACG CGG UGC CAG ACA AGG GAG AUA GUU...

  Nummeriere als Erstes alle Basen durch, um ihre Positionen zu kennen.

  Beispiel: CUU C=Position1, U= Position 2, U= Position 3

  Übersetze dann die Tripletts mit Hilfe der Code-Sonne in die entsprechenden Aminosäuren, für die sie codieren.

  Beispiel: CUU codiert für Leucin (Leu)

  Es sind folgende Mutationen erwähnt:

  1) Die Basen an den Positionen 7, 8 und 9 fallen weg. In diesem Fall bleibt das Leseraster erhalten, da genau drei Basen, also ein Triplett, wegfallen. Dies wäre auch bei 6, 9 oder anderen durch drei teilbaren Zahlen der Fall. In diesem Fall fällt eine Aminosäure weg. Wenn diese Aminosäure eine wichtige Funktion im Protein einnimmt, wird das Protein fehlerhaft sein. Handelt es sich aber um eine eher unbedeutende Aminosäure, bleibt das Protein funktionstüchtig.

  2) UGC wird zu UGA: Anstelle der Aminosäure Cystein entsteht ein Stoppcodon. Hier bricht die Translation ab, das Protein wird zu kurz.

  3) AGG wird zu CGG: Beide Tripletts codieren für Arginin (Arg). Es entsteht kein Fehler. Das Protein bleibt funktionsfähig.

  4) Eine Base fällt weg. Dadurch kommt es zu einer Verschiebung des Leserasters. Die folgenden Basen werden in falschen Tripletts abgelesen. Es entstehen falsche Aminosäuren. Das Protein ist wahrscheinlich nicht funkionsfähig.