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Biomoleküle und Zelle (Subject) / Translation (Lesson)
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- Wie viele Basen codieren 1 Aminosäure ➢ Es gibt 4 Nucleotide in der DNA,➢ Proteine werden aus 20 Aminosäuren synthetisiert1-Nucleotid-Code kann 4^1 = 4 Aminosäuren, 2-Nucleotid-Code kann 4^2 = 16 Aminosäuren, 3-Nucleotid-Code kann 4^3 = 64 Aminosäuren codieren➢ Mindestens 3 Basen nötig für ein Codewort
- Der Genetische Code • .... ist universellmonophyletische Entwicklung • .... ist degeneriertmehrere Codons für manche Aminosäuren • .... wobbled die 3. Position im Codon ist „wackelig“
- Aminoacyl-tRNA Synthetasen interpretieren einen “second genetic code” Der Code, nach dem die Aminoacyl t-RNA Synthetasen die t-RNAs mit der (richtigen) Aminosäure beladen, ist ein „Sekundärer Genetischer Code“ !Sie diskriminieren zwischen verschiedenen tRNAs und Aminosäuren! Ein einzelnes 3G:U70 Basenpaar im Acceptorstamm definiert z.B. die tRNA Alanin!!! Die Sequenz des Anticodons ist dafür unerheblich
- Aminoacylierung der tRNA 1) Bindung AS + ATP an Enzym2) AMP-Bindung (kovalent) an AS (- PP)3) tRNA Erkennung durch Enzym und kovalente Bindung an AS-3‘OH (-AMP)4) Freisetzung der Aminoacyl-tRNA (=aktivierte AS)
- Die Rolle der Stop (Nonsense)-Codons Stop (Nonsense) • UAG (amber)• UAA (ochre)• UGA (opal) Natürliches Vorkommen: am Ende des Proteincodierbereichs auf der mRNA Funktion: Termination der Translation Nonsense Codons auf der mRNA werden bei der Translation durch keine aminoacylierten t-RNAs erkannt sondern es binden Release Faktoren (RF). Dadurch beendet das Ribosom die Translation. Premature Nonsense Codons: „nonsense Codons“ können durchPunktmutation (1 Basenaustausch) aus Aminosäure-Codons entstehen
- Komponenten der Translation • mRNA • Aminoacylierte tRNAs • Ribosom • Translationsfaktoren:3 für die Initiation: IF1-32 für die Elongation: EF-Tu, EF-G 3 für die Termination: RF1-3
- Die Peptidyltransferasereaktion findet mit Hilfe des Ribosoms stattEin Ribosom enthält 3 Bindestellen für tRNAs
- Schlüsseldaten Prokaryoten/Eukayoten Translation Ribosomenbindungsstelle: Shine-Dalgarno Sequenz, 5 ́Kappe und Scanning bis zum 1. AUG Startpunkt auf der mRNA: AUG für tRNAf-Met/ AUG für tRNAMet Erkennung des Startcodons:Shine-Dalgarno Sequenz~ 10 nt vor dem Start-AUG, 5 ́Kappe und Scanning bis zum 1. AUG Richtung: 5‘-3‘ auf RNA, N ́Terminus-C ́Terminus im Polypeptid Geschwindigkeit:~15-20 Aminosäuren/Sekunde
- Suppressor-Stämme Sogenannte Suppressor-Stämme tragen eine Mutation in einem t-RNA Gen (meist im Anticodon-Bereich), wodurch dieses Anticodon komplementär zu einem nonsense Codon wird und dadurch nonsenseMutationen supprimieren (den Phänotyp unterdrücken) kann.
- nonsense Mutation An der Position der nonsense Mutation auf der mRNA kann jetzt anstelle einer verfrühten Termination eine Aminosäure ins Polypeptid eingebaut werden und die Translation geht weiter bis zum normalen T erminations-nonsense-Codon.
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- Funktionalität Protein (nonsense) Das Protein ist dann funktional, wenn die Position und Identität der neuen Aminosäure, die an der Position der nonsense Mutation eingebaut wurde, nicht die Funktion des Proteins (z.B. Enzym- aktivität) beeinträchtigt.
- Suppressor-tRNA Eine Suppressor-tRNA ist keine natürliche tRNA des E. coli WT- Stammes.