Um die im Körper ablaufenden Prozesse zu untersuchen, muss man wissen, was auf zellulärer Ebene passiert. Wo Proteine eine wichtige Rolle spielen. Es ist notwendig, nicht nur ihre Funktionen, sondern auch den Entstehungsprozess zu untersuchen. Daher ist es wichtig, die Proteinbiosynthese kurz und verständlich zu erklären. Klasse 9 ist dafür am besten geeignet. In diesem Stadium haben die Schüler genug Wissen, um das Thema zu verstehen.
Proteine - was ist das und wozu dienen sie
Diese makromolekularen Verbindungen spielen eine große Rolle im Leben jedes Organismus. Proteine sind Polymere, das heißt, sie bestehen aus vielen ähnlichen „Stücken“. Ihre Anzahl kann von einigen Hundert bis zu Tausenden variieren.
Proteine erfüllen viele Funktionen in der Zelle. Ihre Rolle ist auch auf höheren Organisationsebenen groß: Gewebe und Organe hängen weitgehend von der korrekten Funktion verschiedener Proteine ab.
Zum Beispiel sind alle Hormone proteinischen Ursprungs. Aber es sind diese Substanzen, die alle Vorgänge im Körper steuern.
Hämoglobin ist ebenfalls ein Protein, es besteht aus vier Ketten, die in der Mitte liegendurch ein Eisenatom verbunden. Diese Struktur ermöglicht es den roten Blutkörperchen, Sauerstoff zu transportieren.
Erinnere dich daran, dass alle Membranen Proteine enth alten. Sie sind für den Stofftransport durch die Zellmembran notwendig.
Es gibt viele weitere Funktionen von Proteinmolekülen, die sie klar und fraglos erfüllen. Diese erstaunlichen Verbindungen sind nicht nur in ihrer Rolle in der Zelle, sondern auch in ihrer Struktur sehr unterschiedlich.
Wo die Synthese stattfindet
Das Ribosom ist das Organell, in dem der Hauptteil des Prozesses namens "Proteinbiosynthese" stattfindet. Die 9. Klasse an verschiedenen Schulen unterscheidet sich im Lehrplan für das Biologiestudium, aber viele Lehrer geben im Voraus Material zu Organellen, bevor sie sich mit dem Übersetzen befassen.
Daher wird es den Schülern leicht fallen, sich an den behandelten Stoff zu erinnern und ihn zu festigen. Sie sollten sich darüber im Klaren sein, dass jeweils nur eine Polypeptidkette auf einer Organelle erzeugt werden kann. Dies reicht nicht aus, um alle Bedürfnisse der Zelle zu befriedigen. Daher gibt es viele Ribosomen, und meistens sind sie mit dem endoplasmatischen Retikulum kombiniert.
Solche EPS nennt man grob. Der Vorteil einer solchen „Kollaboration“liegt auf der Hand: Das Protein gelangt unmittelbar nach der Synthese in den Transportkanal und kann ohne Verzögerung an seinen Bestimmungsort geschickt werden.
Berücksichtigen wir aber den Anfang, nämlich das Ablesen von Informationen aus der DNA, dann können wir sagen, dass die Proteinbiosynthese in einer lebenden Zelle im Zellkern beginnt. Hier wird Boten-RNA synthetisiert.die den genetischen Code enthält.
Benötigte Materialien - Aminosäuren, Synthesestelle - Ribosom
Es scheint schwierig zu erklären, wie die Proteinbiosynthese abläuft, kurz und anschaulich, ein Prozessdiagramm und zahlreiche Zeichnungen sind einfach notwendig. Sie helfen dabei, alle Informationen zu vermitteln, und die Schüler können sich diese leichter merken.
Zunächst benötigt man für die Synthese „Baustoff“– Aminosäuren. Einige von ihnen werden vom Körper produziert. Andere können nur aus der Nahrung gewonnen werden, sie werden als unverzichtbar bezeichnet.
Die Gesamtzahl der Aminosäuren beträgt zwanzig, aber aufgrund der Vielzahl von Möglichkeiten, in denen sie in einer langen Kette angeordnet werden können, sind Proteinmoleküle sehr vielfältig. Diese Säuren haben eine ähnliche Struktur, unterscheiden sich aber in den Radikalen.
Es sind die Eigenschaften dieser Teile jeder Aminosäure, die bestimmen, welche Struktur die resultierende Kette „f altet“, ob sie mit anderen Ketten eine Quartärstruktur bildet und welche Eigenschaften das resultierende Makromolekül haben wird.
Der Prozess der Proteinbiosynthese kann nicht einfach im Zytoplasma ablaufen, er benötigt ein Ribosom. Diese Organelle besteht aus zwei Untereinheiten - groß und klein. Im Ruhezustand sind sie getrennt, aber sobald die Synthese beginnt, verbinden sie sich sofort und beginnen zu arbeiten.
So unterschiedliche und wichtige Ribonukleinsäuren
Um eine Aminosäure zum Ribosom zu bringen, braucht man eine spezielle RNA namens Transport. Fürseine Abkürzungen stehen für tRNA. Dieses einzelsträngige Kleeblattmolekül ist in der Lage, eine einzelne Aminosäure an sein freies Ende zu heften und sie zum Ort der Proteinsynthese zu befördern.
Eine weitere RNA, die an der Proteinsynthese beteiligt ist, heißt Matrix (Information). Es trägt eine ebenso wichtige Komponente der Synthese - einen Code, der klar angibt, wann welche Aminosäure an die resultierende Proteinkette angekettet werden muss.
Dieses Molekül hat eine einzelsträngige Struktur, besteht aus Nukleotiden, genau wie DNA. Es gibt einige Unterschiede in der Primärstruktur dieser Nukleinsäuren, die Sie im Vergleichsartikel zu RNA und DNA nachlesen können.
Informationen über die Zusammensetzung des Proteins mRNA erhält vom Hauptverw alter des genetischen Codes - DNA. Der Prozess des Ablesens von Desoxyribonukleinsäure und der Synthese von mRNA wird als Transkription bezeichnet.
Es kommt im Zellkern vor, von wo aus die resultierende mRNA zum Ribosom geschickt wird. Die DNA selbst verlässt den Zellkern nicht, ihre Aufgabe besteht lediglich darin, den genetischen Code zu bewahren und bei der Teilung auf die Tochterzelle zu übertragen.
Übersichtstabelle der Hauptteilnehmer der Sendung
Um die Proteinbiosynthese kurz und übersichtlich zu beschreiben, braucht es einfach eine Tabelle. Darin werden wir alle Komponenten und ihre Rolle in diesem Prozess, der Übersetzung genannt wird, aufschreiben.
| Was für die Synthese benötigt wird | Welche Rolle spielt |
| Aminosäuren | Dienen als Baustein für die Proteinkette |
| Ribosome | SindSendeort |
| tRNA | Transportiert Aminosäuren zu Ribosomen |
| mRNA | Liefert Informationen über die Sequenz von Aminosäuren in einem Protein an den Ort der Synthese |
Derselbe Prozess zur Bildung einer Proteinkette ist in drei Phasen unterteilt. Schauen wir uns jeden von ihnen genauer an. Danach kann man die Proteinbiosynthese jedem, der es will, ganz einfach kurz und anschaulich erklären.
Initiation - der Beginn des Prozesses
Dies ist die Anfangsphase der Translation, in der die kleine Untereinheit des Ribosoms mit der allerersten tRNA verschmilzt. Diese Ribonukleinsäure trägt die Aminosäure Methionin. Die Translation beginnt immer mit dieser Aminosäure, da das Startcodon AUG ist, das dieses erste Monomer in der Proteinkette codiert.
Damit das Ribosom das Startcodon erkennt und die Synthese nicht in der Mitte des Gens beginnt, wo auch die AUG-Sequenz liegen kann, befindet sich eine spezielle Nukleotidsequenz um das Startcodon herum. An ihnen erkennt das Ribosom den Ort, an dem seine kleine Untereinheit sitzen soll.
Nach der Bildung des Komplexes mit mRNA endet die Initiationsphase. Und die Hauptbühne der Sendung beginnt.
Elongation ist die Mitte der Synthese
In diesem Stadium nimmt die Proteinkette allmählich zu. Die Dauer der Elongation hängt von der Anzahl der Aminosäuren im Protein ab.
Erst mal zu kleindie größere Untereinheit des Ribosoms ist angehängt. Und die anfängliche t-RNA ist vollständig darin enth alten. Draußen bleibt nur Methionin. Als nächstes dringt eine zweite t-RNA, die eine andere Aminosäure trägt, in die große Untereinheit ein.
Wenn das zweite Codon auf der mRNA mit dem Anticodon oben auf dem Kleeblatt übereinstimmt, ist die zweite Aminosäure über eine Peptidbindung an die erste gebunden.
Danach bewegt sich das Ribosom entlang der m-RNA genau drei Nukleotide (ein Codon), die erste t-RNA löst Methionin von sich ab und trennt sich vom Komplex. An ihre Stelle tritt eine zweite t-RNA, an deren Ende bereits zwei Aminosäuren stehen.
Dann dringt die dritte t-RNA in die große Untereinheit ein und der Vorgang wiederholt sich. Sie wird fortgesetzt, bis das Ribosom auf ein Codon in der mRNA trifft, das das Ende der Translation signalisiert.
Kündigung
Dies ist der letzte Schritt, manche mögen ihn ziemlich grausam finden. Alle Moleküle und Organellen, die so gut zusammengearbeitet haben, um die Polypeptidkette zu bilden, hören auf, sobald das Ribosom das terminale Codon trifft.
Es kodiert für keine Aminosäure, also wird jede tRNA, die in die große Untereinheit gelangt, aufgrund einer Nichtübereinstimmung abgelehnt. Hier kommen Terminationsfaktoren ins Spiel, die das fertige Protein vom Ribosom trennen.
Die Organelle selbst kann sich entweder in zwei Untereinheiten aufsp alten oder auf der Suche nach einem neuen Startcodon die mRNA hinuntergehen. Eine mRNA kann mehrere Ribosomen gleichzeitig haben. Jeder von ihnen befindet sich in seiner eigenen Phase. Das neu entstandene Protein wird mit Markern versehen, mit deren Hilfe sein Ziel für jeden klar wird. Und per EPS wird es dorthin geschickt, wo es gebraucht wird.
Um die Rolle der Proteinbiosynthese zu verstehen, ist es notwendig zu untersuchen, welche Funktionen sie erfüllen kann. Es hängt von der Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette ab. Es sind ihre Eigenschaften, die die sekundäre, tertiäre und manchmal quartäre (falls vorhanden) Proteinstruktur und ihre Rolle in der Zelle bestimmen. Mehr über die Funktionen von Eiweißmolekülen erfahren Sie in einem Artikel zu diesem Thema.
Weitere Informationen zum Streaming
Dieser Artikel beschreibt die Proteinbiosynthese in einer lebenden Zelle. Wenn Sie sich eingehender mit dem Thema befassen, werden Sie natürlich viele Seiten benötigen, um den Vorgang in allen Einzelheiten zu erklären. Aber das obige Material sollte für eine allgemeine Vorstellung reichen. Videomaterial, in dem Wissenschaftler alle Stadien der Übersetzung simuliert haben, kann zum Verständnis sehr hilfreich sein. Einige von ihnen wurden ins Russische übersetzt und können als großartige Anleitung für Schüler oder einfach als Lehrvideo dienen.
Um das Thema besser zu verstehen, sollten Sie andere Artikel zu verwandten Themen lesen. Zum Beispiel über Nukleinsäuren oder über die Funktionen von Proteinen.
