Translation

Translation Übung

• Gib an, was Translation bedeutet.

  Tipps

  Hier siehst du das Ergebnis der Translation: eine Polypeptidkette.

  Eine Polypeptidkette ist die lineare Abfolge von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verknüpft sind – also eine Aminosäuresequenz.

  Eine Polypeptidkette bildet die Grundlage für ein funktionsfähiges Protein.

  Lösung

  In der Biologie bedeutet die Translation die Übersetzung genetischer Information in eine spezifische Aminosäuresequenz. Sie ist ein Teilprozess der Proteinbiosynthese.
  
  Die Proteinbiosynthese besteht aus zwei Schritten:

  1.$~$Transkription
  2.$~$Translation

  Dabei findet die Translation bei Eukaryoten und Prokaryoten an den Ribosomen im Zytoplasma statt.
  
  Ribosomen sind kleine Proteinfabriken, an denen der Bauplan (mRNA) für Proteine abgelesen und so eine spezifische Aminosäuresequenz zusammengesetzt wird.

• Beschreibe den Ablauf der Translation.

  Tipps

  Hier siehst du ein Ribosom mit seinen Untereinheiten.

  Hier siehst du, wie die mRNA an eine Untereinheit des Ribosoms bindet.

  Hier siehst du eine tRNA. Dabei steht das t für transfer.

  Lösung

  Die Translation findet im Zytoplasma an den Ribosomen statt. Die Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten, die sich während der Translation zusammensetzen. An die kleine ribosomale Untereinheit bindet zunächst die mRNA, die den Bauplan für das Protein liefert.
  
  Die tRNA bindet während der Translation an die große ribosomale Untereinheit und ist mit einer Aminosäure beladen. Mit ihrem Anticodon erkennt sie das passende Codon auf der mRNA. Die Translation beginnt immer am Startcodon und endet am Stoppcodon.

• Benenne die Strukturen in der eukaryotischen Zelle, die eine Rolle bei der Translation spielen.

  Tipps

  Die Translation findet im Zytoplasma an den Ribosomen statt.

  mRNA entsteht während der Transkription im Zellkern und wandert nach einem Reifungsprozess ins Zytoplasma.

  An den Ribosomen wird die mRNA in eine Aminosäuresequenz (Polypeptid) übersetzt.

  Die tRNA bringt die Aminosäuren zur mRNA.

  Zwei Antworten sind falsch und bleiben übrig.

  Lösung

  Die Translation ist ein Teilschritt der Proteinbiosynthese.

  In eukaryotischen Zellen wird die reife mRNA aus dem Zellkern ins Zytoplasma exportiert und dort an den Ribosomen in ein Polypeptid übersetzt. Dabei transportieren tRNAs die passenden Aminosäuren zum Ribosom und binden sie entsprechend der Basensequenz der mRNA in der richtigen Reihenfolge ein.
  
  Zuvor findet im Zellkern die Transkription statt, der erste Teilschritt der Proteinbiosynthese. Die DNA speichert die genetische Information für die Aminosäuresequenz eines Proteins. Für die Translation wird die Basensequenz der DNA zunächst in eine prä-mRNA transkribiert, die durch RNA-Prozessierung (z. B. Spleißen) zur reifen mRNA umgewandelt und anschließend ins Zytoplasma transportiert wird.

• Erkläre die verschiedenen Phasen der Translation genauer.

  Tipps

  Hier siehst du die erste Phase der Translation.

  Hier siehst du die zweite Phase der Translation.

  Hier siehst du die dritte Phase der Translation.

  Lösung

  Die Translation wird in drei Phasen unterteilt:

  1.$~$ Initiation:

  • Die Start-tRNA (mit Methionin beladen) bindet am Startcodon AUG.
  • Die kleine ribosomale Untereinheit lagert sich an die mRNA an, anschließend bindet die große Untereinheit.
  • Das Ribosom ist nun korrekt positioniert.

  
  2.$~$ Elongation:

  • tRNAs bringen schrittweise die passenden Aminosäuren.
  • Die Aminosäuren werden durch Peptidbindungen zu einer Polypeptidkette verknüpft.
  • Das Ribosom bewegt sich codonweise auf der mRNA in 5' - 3' Richtung.

  
  3.$~$ Termination:

  • Ein Stoppcodon (UAA, UAG oder UGA) wird erreicht.
  • Ein Freisetzungsfaktor bindet, die Polypeptidkette wird freigesetzt.
  • Die ribosomalen Untereinheiten dissoziieren.

• Bestimme, was für die Translation benötigt wird.

  Tipps

  Hier siehst du ein Ribosom. Es besteht aus zwei unterschiedlich großen Untereinheiten und wird als Proteinfabrik bezeichnet.

  Hier siehst du eine tRNA, die mit einer Aminosäure beladen ist. Die Aminosäure wird so zur mRNA transportiert.
  
  Das t in der tRNA steht für transfer.

  Zwei Antworten sind falsch und bleiben übrig.

  Lösung

  Für die Translation sind mehrere Bestandteile wichtig:
  

  • Ribosomen: Sie sind der Ort der Translation und bestehen aus einer großen und einer kleinen Untereinheit.
  • mRNA: Sie liefert die genetische Information (Bauanleitung) für das Protein.
  • tRNA: Sie transportiert die passenden Aminosäuren zu den Ribosomen und erkennt das jeweilige Codon auf der mRNA.
  • Aminosäuren: Sie sind die Bausteine des Proteins.
  • Enzyme: Sie unterstützen den Ablauf der Translation – beispielsweise belädt die Aminoacyl-tRNA-Synthetase jede tRNA spezifisch mit der passenden Aminosäure.

• Vergleiche die Translation bei Pro- und Eukaryoten.

  Tipps

  Prokaryoten besitzen keinen Zellkern.

  Ein Intron ist ein nicht codierender Bereich eines eukaryotischen Gens.

  Lösung

  Bei Pro- und Eukaryoten läuft die Translation unterschiedlich ab:

  Prokaryoten:
  

  • Transkription und Translation sind gekoppelt und finden gleichzeitig im Zytoplasma statt, da Prokaryoten keinen Zellkern besitzen.
  • Die mRNA wird nicht prozessiert, da sie keine Introns enthält.

  Eukaryoten:
  

  • Die Transkription findet im Zellkern statt, die Translation im Zytoplasma – die beiden Teilschritte sind also räumlich getrennt.
  • Die mRNA muss nach der Transkription noch im Zellkern prozessiert werden: Capping, Polyadenylierung und Entfernen der Introns. Erst die reife mRNA wird aus dem Zellkern ins Zytoplasma geschleust.

  Merke: Bei Prokaryoten laufen Transkription und Translation schnell und gleichzeitig im Zytoplasma ab. Bei Eukaryoten wird die mRNA zuerst im Zellkern hergestellt und bearbeitet, bevor die Translation im Zytoplasma startet.