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Biologie

Vom Gen zum Protein: die Proteinbiosynthese

Ein Gen ist der Bauplan für ein Protein. Du lernst vereinfacht, wie die Zelle den Bauplan abliest und ein Protein baut.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann die zwei Teilschritte der Proteinbiosynthese beschreiben.
  • Ich kann aus einer DNA-Basenfolge die mRNA ableiten.
  • Ich kann mit dem Code eine Aminosäurefolge bestimmen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Die DNA: Bau einer Doppelhelix

Die DNA bleibt im Zellkern. Proteine werden aber im Zellplasma gebaut. Zwischen beiden vermittelt die RNA, eine Art Arbeitskopie.

Schritt 1: Ablesen (Transkription). Im Zellkern wird ein Gen abgelesen. Es entsteht eine Kopie des Gens: die mRNA (Boten-RNA). Die mRNA ist einsträngig. Sie hat die Base Uracil (U) statt Thymin (T). Die Basenpaarung gilt auch hier: A–U und G–C.

Die mRNA wandert zu den Ribosomen im Zellplasma.

Schritt 2: Übersetzen (Translation). Am Ribosom wird die mRNA in Dreiergruppen gelesen, die Codons heißen. Jedes Codon steht für eine Aminosäure. Aminosäuren werden von der tRNA (Transport-RNA) herbeigebracht. Die Aminosäuren werden in der richtigen Reihenfolge zu einer Kette verbunden. Das ist das Protein.

Der Code gilt für fast alle Lebewesen. AUG ist das Startcodon (Aminosäure Methionin). UAA, UGA und UAG sind Stoppcodons.

Das ist eine vereinfachte Darstellung. In Wirklichkeit gibt es weitere Schritte und viele Helfer.

Ein kleiner Auszug aus dem genetischen Code
CodonAminosäure
AUGMethionin (Start)
UUUPhenylalanin
GGCGlycin
CCUProlin
AAALysin
UGGTryptophan
UAAStopp

Vom Gen zum Protein

  1. DNA-Abschnitt (abgelesener Strang): TAC AAA CCG ATT.
  2. mRNA: AUG UUU GGC UAA (T→A, A→U, C→G, G→C).
  3. Codons lesen: AUG = Met, UUU = Phe, GGC = Gly, UAA = Stopp.
  4. Protein: Met–Phe–Gly.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Die DNA bleibt im Zellkern.

Eine Kopie, die mRNA, wandert zum Ribosom.

Dort wird das Protein gebaut.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Rezept liegt in der Bibliothek, du darfst es nicht mitnehmen. Du schreibst eine Abschrift und kochst damit in der Küche. DNA = Rezeptbuch, mRNA = Abschrift, Ribosom = Küche.

Schritt für Schritt

Wir lesen einen Code ab.

  1. DNA: TAC GGA.
  2. mRNA: AUG CCU.
  3. AUG = Methionin, CCU = Prolin.
  4. Protein: Met–Pro.

Mit einem Bild erklärt

OrtVorgangErgebnis
ZellkernTranskriptionmRNA
RibosomTranslationProtein

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wo findet die Transkription statt?
Zeig mir den ersten Schritt

Wo liegt die DNA?

Lösung ansehen

Lösung: im Zellkern

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Die DNA-Basenfolge lautet TAC GGA. Wie lautet die mRNA?
Zeig mir den ersten Schritt

Ersetze jede Base durch den Partner. Für A nimmst du U.

Lösung ansehen

Lösung: AUG CCU

Tipp: Arbeite in zwei Schritten: erst die mRNA bilden, dann die Dreiergruppen in der Tabelle suchen.

Merksatz: Transkription: DNA → mRNA im Zellkern. Translation: mRNA → Protein am Ribosom. Drei Basen (ein Codon) stehen für eine Aminosäure.

Typischer Fehler: Viele denken, die DNA verlasse den Zellkern. Die DNA bleibt im Kern. Nur die mRNA wandert hinaus.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Wofür steht ein Codon?
Lösung ansehen

Lösung: für eine Aminosäure

Frage 2 Was ist das Startcodon?
Lösung ansehen

Lösung: AUG

Frage 3 Welche Basenfolge der mRNA codiert Met–Phe?
Lösung ansehen

Lösung: AUG UUU

Frage 4 Die DNA verlässt bei der Proteinbiosynthese den Zellkern.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Das Gen wird zur mRNA abgelesen. Am Ribosom wird die mRNA in Codons gelesen. Aus den Aminosäuren entsteht das Protein.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Vom Gen zum Merkmal

Kurz erklärt, 45 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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