- Im nächsten Schritt kannst du die Fachbegriffe etwas näher kennenlernen.
Dazu dient die folgende Tab. Ab AB 2_2.3-2, in der jeder Fachbegriff aus der Abbildung vereinfacht und hoffentlich verständlich erklärt wird.
Betrachte dann nochmals die einzelnen Stationen auf der Abbildung unter Verwendung dieser Fachbegriffe.
Nun wirst du bestimmt verstanden haben, was die „Proteinbiosynthese“ ist.
Fachbegriffe |
vereinf. Erklärung |
Nucleus |
Zellkern / rundlicher Zellbestandteil / enthält vor allem die Erbinformation ( = DNA) |
DNA |
Desoxyribonucleinsäure,- acid / großes Molekül, das wie eine Bibliothek alle Informationen über das Aussehen und Funktionieren eines Lebewesens enthält / die Informationen liegen in einzelnen Abschnitten vor und sind codiert |
Code |
Zeichen, die durch ihre Art, Häufigkeit und Reihenfolge Informationen verschlüsseln / in diesem Fall vier Zeichen (= 4 Farben) |
m-RNA |
Kopie eines Abschnittes der Erbinformation / enthält die Information über den Aufbau eines Proteins aus Aminosäuren |
Transkription |
Herstellung der Kopie, also der mRNA, vom Original, also der DNA |
Kernpore |
Öffnung durch die die m-RNA den Zellkern verlässt |
Cytoplasma |
mehr oder weniger flüssige Grundsubstanz der Zelle, in der sich alle Zellbestandteile befinden |
Ribosom |
Bestandteil der Zelle (= Zellorganelle) / / Ort an dem Aminosäuren miteinander verknüpft werden / es besitzt drei Stellen, an denen t-RNA-Moleküle andocken können |
t-RNA |
„Transporteure“ für Aminosäuren / jede t-RNA kann nur eine spezielle AS transportieren / sie sind ebenfalls codiert |
Aminosäuren (AS) |
Bausteine der Proteine |
Code der m-RNA |
bestimmt die Reihenfolge des Andockens der mit einer Aminosäure beladenen t-RNA-Moleküle |
AS-Kette |
erste Stufe (= Primärstruktur) bei der Herstellung eines Proteins |
Translation |
Vorgang der Verknüpfung spezifischer AS in bestimmter Häufigkeit und Reihenfolge am Ribosom |
Tab AB 2_2.3-2 Fachbegriffe zu Proteinbiosynthese |
- Noch eine kleine Zusatzaufgabe, bei der du ein bisschen überlegen musst. Die Lösung ist aber einfach bzw. logisch, wenn du an den Vorgang des Lesens oder des Schreibens denkst.
In der Abbildung befindet sich am Ribosom ein Pfeil, der nach rechts zeigt.
Stelle eine Hypothese hinsichtlich der Aussage bzw. der Bedeutung dieses Pfeiles auf. Begründe deine Meinung.
Lösung Aufg. 5:
Wir lesen bzw. schreiben von links nach rechts. Auch das Ablesen der Information auf der m-RNA muss in einer bestimmten Richtung erfolgen.
In anderer Richtung gelesen, würden entsprechend des dann anderen Codes auch andere Aminosäuren zusammengefügt werden.
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Und nun?
Der Vorgang, den die Biologen als „Proteinbiosynthese“ – also Herstellung eines Proteins – bezeichnen, ist damit abgeschlossen.
Genau genommen endet der hier dargestellte Vorgang aber gar nicht damit, dass ein funktionsfähiges Protein hergestellt wurde. Bislang sind eigentlich „nur“ die Bausteine der Proteine, die Aminosäuren, zu langen Ketten verbunden wurden.
Folgende Frage bleibt also bestehen:
Was passiert mit den am Ende dieses Vorganges vorliegenden Aminosäureketten, damit schließlich Proteine entstehen, die ihre vielfältigen Aufgaben erfüllen können? |
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Die folgenden Ausführungen können nur stark vereinfachte Antworten auf diese Frage geben. Genaueres ist den Materialien Kap. 2.3 „Proteine – das sind fast Alleskönner“ und AB 1_2.3 „Proteine genauer betrachtet“ zu entnehmen.
Der letzte Satz über die Herstellung der Süßigkeiten lautet:
Bis die Süßigkeit zum Verzehr vorliegt, muss sie vor allem noch in die richtige Form gebracht werden, denn auch das verlangen die Kunden.
Die Abbildung AB 2_2.3-2 könnte diese Aussage widerspiegeln. |
Abb. AB 2_2.3-2 Bonbonvielfalt |
In Bezug auf die nach den Informationen der DNA am Ribosom zusammengebauten Aminosäureketten bedeutet dieses, dass
- sie zunächst noch zurechtgeschnitten werden, d.h. einige „unbrauchbare“ Aminosäuren herausgetrennt werden;
- Teile der verbleibenden AS-Kette gefaltet oder schraubenförmig gedreht werden;
- durch Verknüpfungen zwischen eigentlich entfernt liegenden Aminosäuren eine Art Knäuel entsteht;
- sich manchmal mehrere dieser Knäule zusammenlegen;
- weitere Moleküle – keine Proteine – in diese Knäuel eingebaut werden können.
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Am Ende dieser komplizierten Vorgänge stehen dann sehr verschiedenartige große Proteinmoleküle (Abb. AB 2_2.3-3), die ihre jeweilige Aufgabe wahrnehmen können.
Übertragen auf die Bonbonvielfalt könnte man sagen, dass die Kunden jeweils sehr verschiedene Arten von Bonbons haben wollen!
Abb. AB 2_2.3-3 Fertiges Protein (schematisch vereinfacht) |
Abb. AB 2_2.3-4 Fertiges Protein (Modell vereinfacht) |
Die Aufgaben der fertigen Proteine bestehen nun darin,
- Stoffwechselvorgänge zu beschleunigen und zu steuern;
- Stoffe ab-, um- und aufzubauen;
- Stoffe zu transportieren;
- Bausteine für Körperbestandteile zu sein.
In jedem Organismus führen die Aktivitäten der Proteine zur Ausbildung bestimmter Merkmale. Dabei ist zu unterscheiden zwischen Gestaltmerkmalen (= Ausprägung von Formen, Größen und Farben) sowie chemischen Merkmalen (= Gesamtheit der Stoffwechselprozesse und deren Folgen).
Der gesamt Weg von der auf der DNA gespeicherten Information bis hin zu diesen Merkmalen wird in der Biologie mit den Worten „Vom Gen zum Merkmal“ umschrieben.
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