Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Hier wird es anschaulicher Transkription und Translation X5 267 Damit der langlebige Informationsspeicher DNA sinnvoll genutzt werden kann, sind zwei wesentliche Schritte notwendig: Transkription (lateinisch: Über-schreibung) und Translation (lateinisch: Über-setzung). Das Ziel ist, die molekularen Grundlagen dieser beiden Vor- gänge zu verstehen. Jede Zelle baut zum richtigen Zeitpunkt aus ca. 20 verschiedenen Aminosäuren die lebens- notwendigen Proteine zusammen (Näheres bei Y2). Die DNA wird dabei als Bauplan verwen- det. Um den Bauplan auszuführen, sind eine Vielzahl von Enzymen und drei Typen von RNA-Molekülen erforderlich, die sich hin- sichtlich ihrer Größe und Stabilität sehr unter- scheiden. Durch die Verwendung radioaktiv strahlender Atome können der Weg, die Lebensdauer und auch das »Einfangen« von Aminosäuren beobachtet werden. Röntgen- strukturanalyse und Zerlegung der RNA in ihre Bausteine vervollständigen das Bild. Warum existiert bei Proteinen ein viel größerer Formenreichtum als bei RNA- und DNA-Mole- külen? Welche Aufgaben der mRNA, der tRNA und der rRNA sind der Grafik zu entnehmen? Warum kann man das Ribosom als ein riesiges Enzym auffassen? Wie ist es möglich, dass Lebewesen Proteine zum richtigen Zeitpunkt produzieren? Warum ist die mRNA im Gegensatz zur t- und rRNA kurzlebig? Warum zerfallen manche Atomkerne radioaktiv? Wie kann die Aussendung radioaktiver Signale zur Untersuchung chemischer Reaktionen verwendet werden? Warum werden jeweils drei »Basen« in eine Aminosäure übersetzt, und nicht zwei? Drei benachbarte »Basen« im RNA- bzw. DNA- Molekül bezeichnet man als Triplett. Wie viele verschiedene Basentripletts gibt es? Warum lassen sich am RNA- und DNA-Molekül zwei Richtungen unterscheiden? Weshalb ist dies für die Translation von Bedeutung? Transkription und Translation lassen sich auch im Reagenzglas durchführen. Auf diese Weise konnten Marshall Nirenberg ua. den geneti- schen Code entschlüsseln: Enthält die mRNA ausschließlich Uracil, so findet man im Protein nur die Aminosäure Phenylalanin. Durch Einsatz weiterer künstlicher RNA-Moleküle konnte der Code (»Übersetzungs-Schlüssel«) sowohl für weitere 19 Aminosäuren als auch für das Stopp- und Startsignal aufgeklärt werden. Elektronenmikroskopische Aufnahme von bakterieller DNA und Ribosomen. Diese sind durch ein nicht ab- bildbares, lang gestrecktes Molekül verbunden. inaktiver DNA-Strang aktiver DNA-Strang Enzym für Transkription mRNA freie tRNA beladene tRNA rRNA Aminosäure- Kette Ribosom (Ort der Translation) Zeit Proteinmenge 2 1 1 Zerstörung der mRNA 2 Zugabe neuer mRNA Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv