Arbeitsblatt: Vom Gen zum Protein

Biologie Genexpression Secunda • Füllen Sie die Lücken mit den richtigen Begriffen aus. Vom Gen zum Protein Gene tragen sozusagen den Bauplan für die 1)----------------------------, die Herstellung spezifischer Proteine. Die zwei entscheidenden Schritte vom Gen zum Protein sind die 2)---------------------------und die 3)----------------------------. Die Transkription ist die Synthese von RNA. Dabei dient der DNAStrang als Matrize für die Synthese eines komplementären RNA-Stranges, vom Prinzip her genau wie bei der Replikation. Die RNA-Polymerase tritt dabei an die Stelle der DNAPolymerase. Die Transkription beginnt am 4)------------------------------, einer spezifischen DNASequenz, und endet am 5) ------------------------------. Die resultierende mRNA (MessengerRNA) enthält eine Kopie der Protein-Baupläne. RNA ist sehr ähnlich aufgebaut wie DNA, hat aber eine 6)--------------------------- (statt Desoxyribose) als Zucker und eine 7)---------------------- statt T-Base. Die Transkription lässt sich in drei Phasen einteilen: Die 8)-------------------------, die 9)----------------------- und die 10)--------------------------. Die Translation ist die Synthese von Polypeptiden, die von der mRNA gesteuert wird. Dabei muss die Basensequenz eines mRNA-Moleküls in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt werden. In der eukaryotischen Zelle findet die Transkription im 11)-------------------------- statt, dabei entsteht erst ein Primärtranskript, das durch eine RNA-Prozessierung modifiziert wird und danach ins Cytoplasma geschleust wird, wo schliesslich an den 12)----------------------------- die Translation stattfindet. In Eukariontischer DNA finden sich codierende und nicht codierende Bereiche. 13) --------------------sind Bereiche auf der DNA, die Informationen für das zu exprimierende Protein enthalten. 14)--------------------------- sind nicht informationstragende Abschnitte, die im Zellkern (als mRNA) vor dem Transport ins Cytoplasma durch den Vorgang des 15)-------------------------------- aus der Polypeptidkette herausgeschnitten werden. Wie können vier verschiedene Nukleotide 20 verschiedene Aminosäuren codieren? Die Lösung ist der praktisch universelle 16)-------------------------------. Jede Aminosäure wird durch ein Nukleotidentriplett, ein sogenanntes Codon, codiert. Die Basenfolge GCU steht zum Beispiel für 17)-------------------------. Da vier Basen 4364 mögliche Tripletts ergeben, werden gewisse Aminosäuren durch mehrere Codons codiert. Bei der Translation wird die Abfolge der Codons in die Sequenz der Aminosäuren übersetzt, welche dann eine 18)---------------------------bildet. Die Aminosäuren können nur in der richtigen Reihenfolge translatiert werden, wenn das Leseraster stimmt, Anfang und Ende eines Tripletts in einer Basensequenz also richtig gesetzt werden. Bei der Translation spielen tRNA-Moleküle eine wichtige Rolle. Diese binden im Cytoplasma spezifische freie Aminosäuren und docken dann mit Hilfe eines 19)---------------------an ein komplementäres Codon auf der mRNA an. Dabei werden die Aminosäuren zu einer Polypeptidkette verbunden. Die Polypeptidkette beginnt sich nach der Synthese zu falten und erreicht so die für ein funktionsfähiges Proteins nötige dreidimensionale Struktur. Auf Grund des genetischen Codes kann eine 300 Nukleotide lange mRNA ein 100 Aminosäuren langes Protein codieren.