Biologie für Chemiker an der TU München

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Was bedeutet die Einheit Svedberg?

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Sind Ribosomen Organellen?

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Beschreiben Sie den Ablauf der Verknüpfung von Aminosäuren während der Elongationsphase der Translation.

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Kann eine mRNA mehrmals translatiert werden? Begründen Sie Ihre Antwort.

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Was versteht man unter dem Begriff „degeneriert“ im Zusammenhang mit dem genetischen Code?

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Wozu wird bei der Translation GTP benötigt?

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Erläutern sie in Stichpunkten den Ablauf der Translation.

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Welche Schritte bei der Proteinbiosynthese sind wichtig für die Spezifität?

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Was versteht man unter dem 3-Stellen-Modell des Ribosoms?

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Welche Reaktion katalysieren Ribosomen?

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Biologie für Chemiker

Was bedeutet die Einheit Svedberg?
Maßeinheit für den Sedimentationskoeffizient, der Sedimentationskoeffizient ist der Quotient aus der maximalen Sedimentationsgeschwindigkeit eines Teilchens in einer Zentrifuge und der Stärke des Zentrifugalfelds.

Der gemessene Sedimentationskoeffizient (in Svedberg S) ist ein Maß für die Größe und Form des sedimentierten Partikels

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Sind Ribosomen Organellen?
Nein, da sie keine Zellmembrane (Membranhüllen Partitionen) besitzen.

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Beschreiben Sie den Ablauf der Verknüpfung von Aminosäuren während der Elongationsphase der Translation.
Die Elongation läuft zyklisch in drei Teilschritten ab:

1. Verschiedene tRNAs probieren ihre Anticodons an der mRNA aus. Nur wenn die Codonerkennung positiv ausfällt und die Sequenzen zueinander passen, bindet die tRNA an der A-Stelle.
2. Die rRNA der großen Untereinheit kappt nun als Ribozym die Bindung zwischen der tRNA in der P-Stelle und ihrer Aminosäure. Im ersten Durchgang handelt es sich dabei lediglich um ein Start-Methionin. Ab der zweiten Runde hängt hingegen die gesamte bislang produzierte Peptidkette an der P-Stellen-tRNA. Das Ribozym überträgt das Peptid auf die Aminosäure an der A-Stellen-tRNA und bildet die Peptidbindung aus. Damit ist die Kette an ihrem C-Terminus um einen Aminosäurerest gewachsen.
3. In einem Translokationsschritt schiebt sich das Ribosom um drei Nucleotidbasen weiter in 5′ -> 3′ Richtung auf der mRNA. Die tRNA mit dem Peptid gelangt dadurch von der A- auf die P-Stelle. Die nun entladene tRNA rutscht von der P- auf die E-Stelle. Sie löst sich vom RIbosom ab und kann durch ihre Aminocyl-tRNA-Synthetase neu beladen werden.

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Kann eine mRNA mehrmals translatiert werden? Begründen Sie Ihre Antwort.
Ja, sie durchläuft mehrere Ribosomen/Polysom. Da sie lediglich die Information zur Synthese des Polypeptids innehält und es auch zu keiner Abnutzung derer kommt, spricht nichts gegen eine Weiterverwendbarkeit.

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Was versteht man unter dem Begriff „degeneriert“ im Zusammenhang mit dem genetischen Code?
Ein Codon besteht aus drei Basen Theoretisch 4^3 = 64 verschiedene AS die codiert werden könnten. Jedoch existieren nur 20 verschiedene Aminosäuren, mehrere Codons synthetisieren ein und dieselbe Aminosäure, also ist der Code „entartet“ bzw. degeneriert.
Dies ermöglicht eine hoher Fehlertoleranz.

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Wozu wird bei der Translation GTP benötigt?
. Bindung der zum Codon passendenAminosäure-tRNA in die A site (EF-Tu)
• 2. Verlängerung der Polypeptidkette um die neue Aminosäure (Peptidyl-Transferase)
• 3. Weiterrücken der mRNA um 3 Basen (Translokation→EF-G)

Siehe Ebenfalls Buch Seite 290f

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Erläutern sie in Stichpunkten den Ablauf der Translation.
In der Initiationsphase finden die einzelnen Moleküle zum Initiationskomplex zusammen. Das Ribosom bindet mRNA, Binden der Initiator-tRNA am Startcodon.

Im Laufe der Elongation wächst die Peptidkette am Ribosom Stück für Stück heran (beladene tRNA).

Die Termination beendet die Synthese, und das Polypeptid wird freigesetzt. Abbruch der Proteinbiosynthes bei Erreichen eines Stoppcodons.

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Welche Schritte bei der Proteinbiosynthese sind wichtig für die Spezifität?
Maßgeblich sind hierfür die Spezifizität der tRNA, da nur eine A.S. an ein bestimmtes tRNA binden kann, was durch das Anticodon dieser bestimmt wird. Ebenso ist die tRNA-Synthetase spezifisch, so gibt es für jede A.S. eine bestimmte, z.B. Gly-tRNA-Synthetase.

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Was versteht man unter dem 3-Stellen-Modell des Ribosoms?
3 Bindungsstellen (A,P,E) für tRNAs mit unterschiedlichen Aufgaben:
– A-Stelle: Bindet Aminoacyl tRNA, gebunden an Aminosäure (Anfang)
– P-Stelle: Bindet Peptidyl tRNA, gebunden an Peptid, das synthetisiert wird
– E-Stelle: Bindet freie tRNA, vor verlassen der Ribosoms (Ende)
Die Proteinbiosynthese beginnt am Startcodon AUG in der Nähe vom 5′ Ende der mRNA (diese bindet als erstes an der P-Stelle des Ribosoms

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Welche Reaktion katalysieren Ribosomen?
Ribsosom katalysiert Peptid-Bindung zwischen neuer Aminosäure und Carboxylende der wachsenden Polypeptidkette

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