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Translation

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Translation

Wie du sicher weißt, ist die Erbinformation von Lebewesen in deren DNA gespeichert. Genauer gesagt wird die Ausprägung verschiedenster Merkmale eines Lebewesens, wie etwa die Augenfarbe, durch bestimmte DNA-Abschnitte bestimmt. Diese DNA-Abschnitte nennt man Gene.

Die Gene bilden eine Art „Bauplan“ für ein ganz bestimmtes Protein und codieren dieses. Das synthetisierte Protein kann dann beispielsweise Einfluss auf verschiedene Reaktionen im Körper nehmen, die zu der Ausprägung eines Merkmals führen.

Aus Genen werden also im Rahmen der Proteinbiosynthese bestimmte Abschnitte abgelesen und in Proteine übersetzt, die für die Aktivitäten der Zelle wichtig sind. Bei der Translation findet genau dieser Schritt der „Übersetzung“ statt.

Die Translation als Teil der Proteinbiosynthese

In der Proteinbiosynthese wird aus der Basenabfolge der DNA der „Bauplan“ eines Proteins abgelesen und synthetisiert.

Die Neusynthese von Proteinen in Organismen wird als Proteinbiosynthese bezeichnet.

Allgemein lässt sich die Proteinbiosynthese in zwei Phasen unterteilen, nämlich die Transkription und die Translation.

Transkription

Unter Transkription versteht man die Synthese von RNA, wobei die DNA als Vorlage dient und die Basensequenz der DNA in die Basensequenz der RNA umgeschrieben wird.

In diesem Teil der Proteinbiosynthese erfolgt also das „Umschreiben“ der genetischen Information. Ein Gen wird bei Eukaryoten im Zellkern abgeschrieben und liegt anschließend in der Transportform der RNA, nämlich der mRNA vor. Sobald die mRNA den Zellkern verlässt, kann die Translation im Cytoplasma der Zelle erfolgen.

Was ist noch einmal die Basensequenz? Frische dein Wissen zum DNA-Aufbau und zur RNA auf StudySmarter auf!

Prinzip der Translation

Die Translation ist das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA (Messenger-RNA) in die Aminosäuresequenz eines Proteins.

Das Übersetzen der mRNA erfolgt durch eine bestimmte Form der RNA, nämlich der tRNA. Des Weiteren findet die Translation an den Ribosomen im Cytoplasma statt. Hierbei besetzten mehrere Ribosomen hintereinander einen mRNA-Strang, um einen schnellen Ablauf der Translation zu ermöglichen.

Die Ribosomen setzen sich aus zwei Teilen zusammen: der großen und der kleinen Untereinheit. Findet keine Translation statt, liegen die beiden Untereinheiten getrennt voneinander vor. Erst in Verbindung mit der mRNA ergibt sich ein zusammengesetztes Ribosom. In dem zusammengesetzten Ribosom wir die mRNA dann vom 5´-Ende in Richtung des 3´-Endes übersetzt.

Der genetische Code

Allgemein besitzt das Ribosom drei Bindestellen. Sie werden als Aminoacyl-Stelle (A-Stelle), Peptidyl-Stelle (P-Stelle) und Exit-Stelle (E-Stelle) bezeichnet. An den ersten beiden Stellen wird die RNA in Aminosäuren "übersetzt". Diese Übersetzung erfolgt gemäß dem sogenannten genetischen Code. Es handelt sich dabei immer um drei Basen, die jeweils für eine Aminosäure codieren. Sie werden auch als "Codon" bezeichnet.

Ein Codon besteht immer aus drei Basen und wird daher oft auch als Triplett bezeichnet. Es codiert für eine Aminosäure oder den Translationsstopp.

Die Bindestellen bieten zudem Platz für die Transfer-RNA (tRNA), welche mithilfe eines entsprechenden Anticodons an das Codon der mRNA andockt. Denn die tRNA besitzt das passende Anticodon zum mRNA Codon, sowie die dem Codon entsprechende Aminosäure. Daher fungiert die tRNA als eine Art „Vermittler“ zwischen Basentripletts.

Das Anticodon ist eine Dreiergruppe von Basen auf der tRNA, die zu einem Codon auf der mRNA komplementär ist.

Beispielsweise codiert das Codon AGC (Adenin, Guanin, Cytosin) die Aminosäure Serin. Somit wäre das passende Anticodon UCG (Uracil, Cytosin, Guanin). Welches Codon welche Aminosäure codiert, verrät dir ein Blick auf die Codesonne.

Die zum Anticodon der tRNA passende Aminosäure wird vom Enzym Synthetase zugeordnet. Auf diese Weise entsteht eine sogenannte Aminoacyl-tRNA also eine mit einer Aminosäure beladene tRNA. Je mehr Codons "übersetzt" werden, umso länger wird auch die Aminosäurenkette. Sie wird durch Peptidbindungen zusammengehalten. Daher bezeichnet man sie auch als Polypeptidkette. Aus langen Polypeptidketten entstehen schließlich durch Faltungsvorgänge Proteine.

Translation Schematische Darstellung einer tRNA StudySmarterAbbildung 1: Schematische Darstellung einer tRNA Quelle: wikipedia.de.

Anhand der Abbildung kannst du erkennen, wie die tRNA aufgebaut ist. Der Aufbau wird auch oft mit einer Kleeblatt-Form verglichen.

Ablauf der Translation

Insgesamt lässt sich die Translation in Initiation, Elongation und Termination unterteilen.

Initiation

Die Synthese eines Proteins beginnt immer mit demselben Start-Codon. Hierbei handelt es sich um das Codon 5´-Adenin-Uracil-Guanin-3´ (AUG). Das bedeutet, dass das Ribosom so lang die RNA entlang wandert, bis in der A-Stelle des Ribosoms genau dieses Startcodon auftaucht. Ist dies der Fall, so kann die Translation der RNA beginnen.

Im Rückschluss bedeutet dies, dass jedes Polypeptid, welches nachher ein Protein darstellt, mit derselben Aminosäure beginnt. Es handelt sich um die Aminosäure Methionin, für die das Triplett "AUG" codiert.

Elongation

Nach der Translation des Startcodons beginnt die Elongation. Die tRNA bindet an die erste Stelle des Ribosoms, die A-Stelle. Anschließend wandert das Ribosom weiter, das erste Codon mitsamt Anticodon verschiebt sich und wandert von der A-Stelle auf die P-Stelle. Dementsprechend ist die A-Stelle nun frei. An der A-Stelle liegt das nächste Triplett der mRNA vor. Hier kann sich die nächste tRNA anlagern. Diese Schritte wiederholen sich immer wieder.

Während das Ribosom an der mRNA entlang wandert, bildet sich an der P-Stelle eine immer länger werdende Aminosäurenkette. Somit wird die mRNA Basenabfolge in eine Polypeptidkette übersetzt. An der E-Stelle löst sich die tRNA vom Codon ab und verlässt das Ribosom.

Translation Ablauf der Translation StudySmarterAbbildung 2: Ablauf der Translation Quelle: wikipedia.org.

Welches Codon für welche Aminosäure codiert, kannst du der Codesonne entnehmen. Diese wird von innen nach außen gelesen. Die Basenfolge 5´-UAA-3´ codiert den Abbruch der Translation.

Translation Code-Sonne StudySmarterAbbildung 3: Code-SonneQuelle: wikipedia.org.

Termination

Mit einem Stopp-Codon endet auch die Translation. Alle Stoppcodons beginnen mit der Basis Uracil.

Beispiele für Stoppcodons sind die Tripletts "UAA", "UAG" und "UGA". All diese Codons codieren für den Translationstopp.

Am Ende der Translation liegen Aminosäureketten vor, die aus ca. 100 Aminosäuren bestehen. Damit aus ihnen ein vollständig synthetisiertes Protein wird, muss aus der Primärstruktur der Aminosäurekette eine Tertiärstruktur werden. Erst in der Tertiärstruktur spricht man von einem Protein.

Damit die Aminosäure eine dreidimensionale Struktur annimmt, muss das Polypeptid gefaltet werden. Die "Faltung" passiert entweder ganz spontan oder es wirken Faltungsenzyme auf das Polypeptid ein. Zwischen den Aminosäuren wirken in der Tertiärstruktur verschiedene Kräfte wie beispielsweise Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-Kräften oder Ionenbindungen.

Nach der Faltung liegt ein Protein vor, welches bereit ist, seiner Aktivität im Organismus nachzugehen.

Translation - Das Wichtigste

  • Die Translation ist der letzte Schritt der Proteinbiosynthese, in dem eine Basenfolge der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird.

  • Die Translation findet an Ribosomen statt.

  • Die tRNA vermittelt zwischen Codons der mRNA und Aminosäuren. Sie hat ein Anticodon und eine Aminosäure-Bindestelle. Das Enzym Synthetase bindet die Aminosäure an die tRNA, die vom entsprechenden Codon der mRNA codiert wird.

  • An der P-Stelle des Ribosoms lagert sich eine tRNA an, deren Aminosäure durch das auf das Startcodon folgende Basentriplett codiert wird. Die Aminosäuren werden durch Peptidbindungen miteinander verbunden.

  • Das Ribosom gleitet um ein Codon weiter. Die tRNA an der P-Stelle löst sich vom Ribosom. Die tRNA, die an der A-Stelle angelagert war, ist nun an der P-Stelle. Die A-Stelle ist für die nächste tRNA frei.

  • Dies wiederholt sich, bis das Ribosom auf ein Stopp-Codon trifft. Hier endet die Translation, die Polypeptidkette löst sich und das Ribosom zerfällt in seine Untereinheiten.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Translation

Nach der Translation ist die Proteinbiosynthese beendet. Es wurde also ein Protein aus einem Gen synthetisiert und dies liegt nun in Form einer Polypeptidkette vor.

Bei der Translation wird die mRNA, welche nach der Transkription vorliegt, in ein Protein "übersetzt". Dies geschieht im Cytoplasma der Zelle an den Ribosomen. Die kleine und große Untereinheiten der Ribosomen verlaufen in 3´-Richtung am mRNA-Strang und verknüpfen die jeweiligen Codons mit einem entsprechenden Anticodon. Diese codieren für eine bestimmte Aminosäure. Es entsteht eine Aminosäurensequenz, welche letztendlich ein synthetisiertes Protein darstellt.

In der Biologie versteht man die Translation als einen Teil der Proteinbiosynthese. Allgemein ermöglicht die Translation die Synthese eines Proteins in den Zellen lebender Organismen.

Der Begriff Translation stammt aus dem englischen und bedeutet "Übersetzung". In der Biologie versteht man unter der Translation den letzten Schritt der Proteinbiosynthese. 

Finales Translation Quiz

Frage

Was ist die Translation?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Translation ist das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA (messenger-RNA) in die Aminosäuresequenz eines Enzymproteins
  • Die mRNA, die durch die Transkription entstanden ist, ist die Transportform der DNA
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Frage

Wo findet die Translation statt?

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Antwort

findet an den Ribosomen im Cytoplasma statt

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Frage

Was bezeichnet man als Polysomen?

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Antwort

Ribosomengruppen an der mRNA bezeichnet man auch als Polysomen

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Frage

Woraus setzen sich Ribosomen, die zu zwei Dritteln aus ribosomaler RNA (rRNA) bestehen, zusammen?

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Antwort

setzen sich aus zwei Teilen zusammen: die große und die kleine Untereinheit bilden ein Ribosom.

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Frage

Wann ergibt sich ein zusammen gesetztes Ribosom?

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Antwort

Erst in Verbindung mit der mRNA ergibt sich ein zusammengesetztes Ribosom, das zwei Bindestellen für die transfer-RNA (tRNA) hat.

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Frage

Wie werden die Bindestellen für die transfer-RNA (tRNA) bezeichnet?

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Antwort

Aminoacyl-Stelle (A-Stelle) und Peptidyl-Stelle (P-Stelle)

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Frage

Als was funktioniert die tRNA?

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Antwort

 funktioniert als eine Art „Vermittler“ zwischen Basentripletts (drei aufeinander folgende Basen) und Aminosäuren


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Frage

Was machen die Basentripletts der mRNA?

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Antwort

  • Die Basentripletts der mRNA, auch als Codon bezeichnet, codieren jeweils für eine Aminosäure
  • So enthält die Abfolge von Basen der mRNA den Code für eine Kette von Aminosäuren, eine sogenannte Polypeptidkette
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Frage

Was ist komplementär zu dem Codon der mRNA?

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Antwort

Ein Anticodon, das jedes tRNA hat

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Frage

Wie verlaufen die ersten 3 Schritte einer Translation ab?

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Antwort

  1. Die Translation beginnt an einem sogenannten Startcodon, z.B. AUG. Die kleine Untereinheit des Ribosoms heftet sich am Startcodon an die mRNA
  2. Die tRNA mit dem zum Startcodon komplementären Anticodon UAC lagert sich an der P-Stelle des Ribosoms an, die große Untereinheit des Ribosoms lagert sich daraufhin ebenfalls an. In unserem Beispiel ist die tRNA mit der Aminosäure Methionin beladen. Nun kann die Synthese des Proteins beginnen
  3. An der A-Stelle des Ribosoms lagert sich die zum nächsten Codon der mRNA passende tRNA an. Die tRNA ist mit der entsprechenden Aminosäure beladen. Eine Peptidbindung wird zwischen den beiden Aminosäuren geknüpft


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Frage

Wie verlaufen die letzten beiden Schritte einer Translation?

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Antwort

4. Das Ribosom gleitet in 5‘ 🡪 3‘-Richtung an der mRNA um ein Codon weiter. Die erste tRNA wird abgespalten, die zweite befindet sich nun an der P-Stelle des Ribosoms. Die A-Stelle ist nun frei, hier kann sich die nächste tRNA anlagern. Bis ein sogenanntes Stoppcodon erreicht wird, wiederholen sich die Schritte 3 und 4.


5. Zu einem Stoppcodon gibt es keine passende tRNA. Die Polypeptidkette wird von der letzten tRNA abgespalten, das Ribosom zerlegt sich in seine beiden Untereinheiten.

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Frage

Was findet während der Proteinbiosynthese zuerst statt?

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Antwort

Transkription

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Frage

Was passiert nach der Translation?

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Antwort

Nach der Translation ist die Proteinbiosynthese beendet. Es wurde also ein Protein aus einem Gen synthetisiert und dies liegt nun in Form einer Polypeptidkette vor.

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Frage

Was passiert bei einer Translation?

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Antwort

Bei der Translation wird die mRNA, welche nach der Transkription vorliegt in ein Protein "übersetzt". Dies geschieht im Cytoplasma der Zelle an den Ribosomen. Die kleine und große Untereinheiten der Ribosomen verlaufen in 3´-Richtung am mRNA-Strang und verknüpfen die jeweiligen Codons mit einem entsprechenden Anticodon. Diese codieren für eine bestimmte Aminosäure. Es entsteht eine Aminosäurensequenz, welche letztendlich ein synthetisiertes Protein darstellt.

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Translation?

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Antwort

In der Biologie versteht man die Translation als einen Teil der Proteinbiosynthese. Allgemein ermöglicht die Translation die Synthese eines Proteins in den Zellen lebender Organismen.

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Frage

Was bedeutet Translation?

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Antwort

Der Begriff Translation  stammt aus dem englischen und bedeutet "Übersetzung". In der Biologie versteht man unter der Translation den letzten Schritt der Proteinbiosynthese.

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Frage

Womit wird die Translation beendet?

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Antwort

Die Translation endet mit einem Stopp-Codon. Dieses codiert nicht mehr für eine Aminosäure, sondern für den Abbruch der Translation.

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Frage

Wofür codiert die Basenfolge 5´-UAA-3´ ?

Translation Code-Sonne StudySmarterAbbildung: Code-Sonne
Quelle: wikipedia.de.
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Antwort

Die Basenabfolge codiert für den Abbruch der Translation. Es handelt sich also um ein Stopp-Codon.

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Frage

Woher kann man erkennen welche Basenabfolge für welche Aminosäure codiert?

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Antwort

Dies kannst du aus der Code-Sonne entnehmen. Wichtig ist, dass diese von innen nach außen gelesen wird.

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Frage

Welches ist das Start-Codon eines Proteins?

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Antwort

5´-Adenin-Uracil-Guanin-3´ (AUG)

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Frage

Welches ist das passende Anticodon zum Codon AGC (Adenin, Guanin, Cytosin)?

Antwort anzeigen

Antwort

UCG (Uracil, Cytosin, Guanin)

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Frage

Für welche Aminosäure codiert das Triplett AGU?

Translation Code-Sonne StudySmarterAbbildung: Code-Sonne
Quelle: wikipedia.de.
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Antwort

Das Triplett codiert für die Aminosäure Serin (Ser).

Frage anzeigen

Frage

Welche sind die Bindestellen für die tRNA innerhalb des Ribosoms?

Antwort anzeigen

Antwort

Aminoacyl-Stelle (A-Stelle) und Peptidyl-Stelle (P-Stelle) bilden die Bindestellen für mRNA und tRNA.

Frage anzeigen

Frage

Welche Funktion hat die tRNA während der Translation?

Antwort anzeigen

Antwort

Die tRNA (transfer-RNA) dient als Transportmittel für das passende Anticodon zum mRNA Codon und die dem Codon entsprechende Aminosäure. Daher fungiert die tRNA auch als eine Art „Vermittler“ zwischen Basentripletts und Aminosäuren.

Frage anzeigen

Frage

Was ist das Ziel der Translation?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Ziel der Translation ist die Neusynthese von Proteinen in Organismen.

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Frage

Wo findet die Translation statt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Translation findet im Cytoplasma einer Zelle statt, genauer gesagt an den Ribosomen.

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