Translation

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In diesem Artikel geht es um den zweiten Schritt der Proteinbiosynthese, die sogenannte Translation. Wir erklĂ€ren dir, wie die Translation ablĂ€uft, welche MolekĂŒle an ihr beteiligt sind und alles, was sonst noch wichtig ist. 

Dieser Artikel gehört zum Fach Biologie und erweitert das Thema Genetik.


Übrigens findest du am Ende dieses Artikels eine kurze Zusammenfassung zum Artikel, wo du die wichtigsten Punkte zur Translation - als Teil der Proteinbiosynthese - auf einen Blick finden kannst!


 

Die Translation als Teil der Proteinbiosynthese


Wie du sicher weißt, ist die Erbinformation von Lebewesen in deren DNA gespeichert. Genauer gesagt wird die AusprĂ€gung verschiedenster Merkmale eines Lebewesens (wie zum Beispiel die Farbe deiner Augen) durch bestimmte DNA-Abschnitte bestimmt. Diese DNA-Abschnitte nennt man Gene. Die Basenfolge dieses DNA-Abschnitts bildet eine Art „Bauplan“ fĂŒr ein ganz bestimmtes Enzymprotein. Dieses Enzymprotein steuert dann verschiedene Reaktionen im Körper, die zu der AusprĂ€gung eines Merkmals fĂŒhren. 


Wie anhand der Basenfolge der DNA ein Protein entsteht, beschreibt die Proteinbiosynthese. Sie besteht aus zwei Phasen: Transkription, das „Umschreiben“ der genetischen Information in ihre Transportform und Translation, das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA in die AminosĂ€uresequenz eines Proteins. In diesem Artikel beschĂ€ftigen wir uns eingehend mit der Translation.



Abb. 1: Umsetzung genetischer Information

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.71


IMPORTANT TO KNOW


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Was ist dieTranslation?


Die Translation ist das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA (messenger-RNA) in die AminosĂ€uresequenz eines Enzymproteins. Die mRNA, die durch die Transkription entstanden ist, ist die Transportform der DNA.  


Die Translation findet an den Ribosomen im Cytoplasma statt. Mehrere Ribosomen besetzten hintereinander einen mRNA-Strang, um einen schnellen Ablauf der Translation zu ermöglichen. Ribosomengruppen an der mRNA bezeichnet man auch als Polysomen. Ribosomen, die ĂŒbrigens zu zwei Dritteln aus ribosomaler RNA (rRNA) bestehen, setzen sich aus zwei Teilen zusammen: die große und die kleine Untereinheit bilden ein Ribosom. Findet keine Translation statt, liegen die beiden Untereinheiten getrennt voneinander vor. Erst in Verbindung mit der mRNA ergibt sich ein zusammengesetztes Ribosom, das zwei Bindestellen fĂŒr die transfer-RNA (tRNA) hat. Diese Bindestellen werden als Aminoacyl-Stelle (A-Stelle) und Peptidyl-Stelle (P-Stelle) bezeichnet. Die tRNA funktioniert als eine Art „Vermittler“ zwischen Basentripletts (drei aufeinander folgende Basen) und AminosĂ€uren. 


Die Basentripletts der mRNA, auch als Codon bezeichnet, codieren jeweils fĂŒr eine AminosĂ€ure. So enthĂ€lt die Abfolge von Basen der mRNA den Code fĂŒr eine Kette von AminosĂ€uren, eine sogenannte Polypeptidkette. Lange Polypeptidketten bezeichnet man als Proteine. Welches Codon welche AminosĂ€ure codiert, verrĂ€t dir ein Blick auf die Codesonne. 


Eine tRNA hat ein Anticodon, das komplementĂ€r zu dem Codon der mRNA ist, das fĂŒr die AminosĂ€ure codiert, die an die tRNA gebunden ist. Beispielsweise codiert das Codon AGC (Adenin, Guanin, Cytosin) fĂŒr die AminosĂ€ure Serin. Das Anticodon der tRNA, die Serin transportiert, ist also UCG (Uracil, Cytosin, Guanin). 



Abb. 2: Schematische Darstellung einer tRNA

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.73


Das Enzym Synthetase „belĂ€dt“ die tRNA mit der passenden AminosĂ€ure. 



Wie lÀuft die Translation ab? 


Da du jetzt mit den Grundlagen vertraut bist, können wir uns den Ablauf der Translation genauer ansehen. Die Translation besteht aus den folgenden Schritten:


  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 komplementĂ€ren 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 AminosĂ€ure Methionin beladen. Nun kann die Synthese des Proteins beginnen.

  3. An der A-Stelle des Ribosoms lagert sich die zum nĂ€chsten Codon der mRNA passende tRNA an. Die tRNA ist mit der entsprechenden AminosĂ€ure beladen. Eine Peptidbindung wird zwischen den beiden AminosĂ€uren geknĂŒpft.

  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 nĂ€chste 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.




Abb. 3: Die Translation

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.74



Das Wichtigste zur Translation auf einen Blick!


  • Die Translation ist das „Übersetzen“ der Basenfolge der mRNA in die AminosĂ€uresequenz eines Proteins.

  • Die Translation findet an Ribosomen, die zu zwei Dritteln aus RNA bestehen, statt. Die kleine Untereinheit eines Ribosoms lagert sich am Startcodon an die mRNA an, gefolgt von der zum Startcodon passenden tRNA und der großen Untereinheit des Ribosoms. Die zum Startcodon passende tRNA lagert sich an der A-Stelle des Ribosoms an.

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

  • An der P-Stelle des Ribosoms lagert sich eine tRNA an, deren AminosĂ€ure durch das auf das Startcodon folgende Basentriplett codiert wird. Die AminosĂ€uren 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 fĂŒr die nĂ€chste tRNA frei.

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


FERTIG! Jetzt kennst du die Bedeutung und den genauen Ablauf der Translation. Die Translation bildet zusammen mit der Transkription die Proteinbiosynthese, die in der Genetik von ĂŒberragender Bedeutung ist. Artikel zu diesem und vielen weiteren Themen, Übungsaufgaben und hilfreiche Literatur findest du auf StudySmarter.



 

Finales Translation Quiz

Frage

Was beschreibt die Proteinbiosynthese?

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Antwort

Sie beschreibt wie anhand der Basenfolge der DNA ein Protein entsteht

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Frage

Aus welchen Phasen besteht die Proteinbiosynthese?

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Antwort

  • Sie besteht aus zwei Phasen:
  • Transkription, das „Umschreiben“ der genetischen Information in ihre Transportform und 
  • Translation, das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA in die AminosĂ€uresequenz eines Proteins
Frage anzeigen

Frage

Was ist die Translation?

Antwort anzeigen

Antwort

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

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 fĂŒr die transfer-RNA (tRNA) hat.

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Frage

Wie werden die Bindestellen fĂŒr 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 AminosĂ€uren


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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 fĂŒr eine AminosĂ€ure
  • So enthĂ€lt die Abfolge von Basen der mRNA den Code fĂŒr eine Kette von AminosĂ€uren, eine sogenannte Polypeptidkette
Frage anzeigen

Frage

Was ist komplementÀr 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 komplementĂ€ren 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 AminosĂ€ure Methionin beladen. Nun kann die Synthese des Proteins beginnen
  3. An der A-Stelle des Ribosoms lagert sich die zum nĂ€chsten Codon der mRNA passende tRNA an. Die tRNA ist mit der entsprechenden AminosĂ€ure beladen. Eine Peptidbindung wird zwischen den beiden AminosĂ€uren geknĂŒpft


Frage anzeigen

Frage

Wie verlaufen die letzten beiden Schritte einer Translation?

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Antwort

4. Das Ribosom gleitet in 5‘ đŸĄȘ 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 nĂ€chste 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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