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Grundlagen zum Thema Proteinbiosynthese – Vergleich von Prokaryoten und EukaryotenInhalt
Proteinbiosynthese (Eiweißsynthese)Proteine sind aus verschiedenen Bausteinen zusammengesetzt: den Aminosäuren. Der Zusammenbau von Proteinen aus Aminosäuren aufgrund der Informationen auf der Desoxyribonukleinsäure (DNA) wird als Proteinbiosynthese bezeichnet. Aufgaben von Proteinen – BeispieleProteine (Eiweiße) üben in jedem Organismus vielfältige Funktionen aus. Sie dienen zum Beispiel als:
Proteinbiosynthese – AblaufDie Proteinbiosynthese gliedert sich im Wesentlichen in zwei Teilschritte:
Proteinbiosynthese – TranskriptionIm Verlauf der Transkription (lateinisch transcribere: „um-/überschreiben“) werden Gene, also DNA-Abschnitte, für die Synthese der Ribonukleinsäure (RNA) „umgeschrieben“. Das heißt: Die Nukleinbasen der DNA (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin: A-T-G-C) werden in die Nukleinbasen der RNA umgeschrieben (A-U-C-G), wobei das Thymin durch Uracil ersetzt wird. Außerdem kommt in der RNA anstelle des Zuckers Desoxyribose die Ribose im Grundgerüst der RNA vor. Bei der Transkription dient eine bestimmte DNA-Sequenz als Bindestelle für das Enzym RNA-Polymerase.
Diese DNA-Sequenz wird als Promotor bezeichnet. Proteinbiosynthese – TranslationIm Verlauf der Translation erfolgt die Übersetzung der Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins mithilfe der Ribosomen. Je drei aufeinanderfolgende Basen auf der mRNA stellen ein Basentriplett dar, das als Codon bezeichnet wird und für je eine Aminosäure codiert. Diese Codone werden an den Ribosomen übersetzt und die Aminosäuren werden entsprechend ihrer Reihenfolge zu Proteinen verknüpft. Dieser Ablauf der Proteinbiosynthese findet sowohl bei Prokaryoten als auch bei Eukaryoten in ähnlicher Form statt. Im Einzelnen ergeben sich jedoch Unterschiede bei den verschiedenen Lebensformen, die vorrangig durch die unterschiedliche Lebensdauer bedingt sind. Proteinbiosynthese – ProkaryotenUnter idealen Bedingungen besitzen Prokaryoten eine Generationszeit von nur 30 Minuten, das heißt: Sofern die Lebensbedingungen optimal sind, kann sich die Anzahl der Einzeller jede halbe Stunde verdoppeln. Um sich in dieser kurzen Zeit an wechselnde Umweltbedingungen oder Entwicklungsschritte anpassen zu können, verläuft die Proteinbiosynthese bei Prokaryoten wesentlich schneller als bei Eukaryoten:
Proteinbiosynthese – Eukaryoten
Transkript Proteinbiosynthese – Vergleich von Prokaryoten und EukaryotenHallo, jede einzelne Zelle enthält Baupläne für unzählige Proteine. Beim Menschen geht man davon aus, dass in jeder Zelle rund 40000 Gene verborgen sind, die für verschiedenste Proteine kodieren. Deshalb kann sich aus nur einer befruchteten Eizelle ein Mensch, mit all seinen differenzierten Zellen und unterschiedlichen Organen entwickeln. Wie diese Proteinbiosynthese abläuft, schauen wir in diesem Video an. Du wirst Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Prokaryoten und Eukaryoten kennenlernen. Ganz allgemein versteht man unter der Proteinbiosynthese den Zusammenbau von Proteinen jeglicher Art aus einfachen Aminosäuren. Die Informationen über ihren Aufbau sind in der DNA gespeichert. Proteine übernehmen eine Vielzahl von Funktionen im Organismus. Als Membranrezeptoren, Ionenkanäle, Enzyme, Hormone, Antikörper und Strukturproteine in Haut, Haaren, Knochen und Muskeln. Bei Einzellern, den Prokaryoten, kontrollieren sie vor allem den Stoffwechsel. Eine Besonderheit bei Mehrzellern, den Eukaryoten, ist, dass dieser Prozess in Chloroplasten und Mitochondrien eigenständig abläuft. Beide Zellorganellen besitzen eine eigene DNA und eigene Ribosomen, an denen Enzyme zusammengesetzt werden. im Grunde läuft diese Proteinproduktion bei Prokaryoten und Eukaryoten gleich ab. Schauen wir uns die Gemeinsamkeiten an. Als erstes brauchen wir die Vorlage für den Bauplan unserer Proteine. Das ist die DNA. Eine bestimmte DNA-Sequenz dient als Bindestelle für die RNA-Polymerase. Diese DNA-Region wird als Promotor bezeichnet. Die RNA-Polymerase setzt an dieser Startregion an und liest den codogenen Strang vom 3‘- nach 5‘-Richtung ab. Das bedeutet, dass genau die entgegengesetzten Basen von der Polymerase zu einem Strang zusammengesetzt werden, von 5‘ nach 3‘. Das Ganze funktioniert also wie ein Puzzle mit vier Teilen von denen jeweils zwei zusammenpassen. Die entstehende m-RNA unterscheidet sich vom DNA-Strang natürlich dadurch, dass kein Thymin, sondern Uracil vorkommt. Der ganze Vorgang heißt Transkription. Jetzt, wo wir den Bauplan haben, können die Proteine zusammengesetzt werden. Das geschieht mit Hilfe der Ribosomen und heißt Translation. Die meisten Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten sind auf die unterschiedliche Lebensdauer zurückzuführen. Bakterien als Prokaryoten haben unter idealen Bedingungen teilweise eine Generationszeit von nur 30 Minuten. Um sich an wechselnde Umweltbedingungen anpassen zu können und um sich auf kurzzeitige Entwicklungsschritte einzustellen, muss die Proteinproduktion sehr schnell stattfinden. Bis zu 2500 Nukleotide werden angelagert. Und die m-RNA wird von mehreren Ribosomen gleichzeitig abgelesen. Da Prokaryoten keinen Zellkern besitzen und die DNA frei im Cyytoplasma schwimmen, arbeiten die Ribosomen sogar bereits am anderen Ende der m-RNA, während diese noch synthetisiert wird. Nach einigen Minuten wird die m-RNA auch schon wieder abgebaut und die Nukleotide werden für den Aufbau einer anderen m-RNA-Sequenz wiederverwendet. Ein solcher Komplex aus mehreren Ribosomen an einer m-RNA heißt Polysom. Indirekt mit der viel längeren Lebensdauer haben die Veränderungen der m-RNA bei Eukaryoten zu tun. Am 3‘-Ende verhindert ein Poly-A-Schwanz, eine Schutzgruppe aus 150 bis 200 Adeninnukleotiden, dass die m-RNA von Enzymen abgebaut wird. Am 5‘-Ende schützt eine Kappe aus methyliertem Guanin. Der wohl auffälligste Unterschied ist, dass eukaryotische m-RNA zunächst viel länger ist als die von Prokaryoten. Diese Prä-m-RNA ist sozusagen eine unfertige Skizze und enthält auch Informationen für den Bau von Proteinen, die nicht hilfreich sind. Abschnitte ohne Informationen heißen Introns, die kodierenden Exons. Schneideenzyme legen die Introns an bestimmten Stellen zu Schleifen zusammen. Sie werden ausgeschnitten, während die Exons verknüpft werden, das nennt man spleißen. Ein weiterer Unterschied ist der Ort der Translation, dem Vorgang, bei dem die Proteine zusammengesetzt werden. Bei Eukaryoten findet er nicht im Cytoplasma, sondern am rauen endoplasmatisches Retikulum statt. Außerdem werden die entstandenen eukaryotischen Proteine verändert. Dafür muss die m-RNA den Zellkern verlassen. Anders als bei den Prokaryoten, sind Transkription und Translation also räumlich getrennt. Fassen wir noch einmal zusammen. Proteinbiosynthese setzt sich aus zwei Teilschritten zusammen: Transkription und Translation. Während der Transkription setzt die Polymerase am Promotor des codogenen Stranges an und liest diesen von 3‘ nach 5‘ ab. m-RNA entsteht als eine Art Bauplan für Proteine. Während der Translation lesen Ribosome die m-RNA ab und bauen die kodierten Proteine aus Aminosäuren zusammen. Da Prokaryoten, anders als Eukaryoten, keinen Zellkern besitzen, unterscheidet sich dieser Prozess bei beiden Organismen voneinander. Die m-RNA ist kürzer und enthält keine Introns, die herausgeschnitten werden müssen. Mehrere Ribosomen lesen die m-RNA gleichzeitig als Polysom und bereits während der Synthese ab. Bei Eukaryoten hingehen sind die Enden der m-RNA durch einen Poly-A-Schwanz und eine Kappe geschützt. Sie haben eine Prä-m-RNA, die gespleißt wird und die Translation geschieht am rauen ER. Ich hoffe du hast viel gelernt, tschüss, und bis zum nächsten Mal. Proteinbiosynthese – Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten ÜbungDu möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Proteinbiosynthese – Vergleich von Prokaryoten und Eukaryoten kannst du es wiederholen und üben.
Was ist der Unterschied zwischen Prokaryot und Eukaryot?Man erkennt eukaryotische Zellen daran, dass sie einen Zellkern haben, während prokaryotische Zellen keinen Zellkern besitzen. Eukaryotische Zellen haben zum Beispiel Tiere, Pilze, Pflanzen und Algen. Prokaryotische Zellen sind in Bakterien oder Archaeen zu finden.
Welche Eigenschaften haben Eukaryoten und Prokaryoten gemeinsam?Prokaryoten und Eukaryoten - Gemeinsamkeiten
Für diese Doppelschicht sind Proteine charakteristisch. Sie durchqueren die Doppelschicht und übernehmen dabei zwei wichtige Funktionen: Den Transport und die Kommunikation. Außerdem besitzen eukaryotische Zellen und prokaryotische Zellen DNA als Erbinformation.
Was ist der Unterschied zwischen Prokaryoten und Procyten?Protocyte (auch: Procyte; von altgriechisch πρῶτος prōtos ‚erster' sowie κύτος kýtos ‚Gefäß') ist die Bezeichnung für die Zellen der Prokaryoten, d. h. für eine Zelle ohne Zellkern. Zu den Prokaryoten zählen die Bakterien und Archaeen.
Was ist der Unterschied zwischen Eucyte und Eukaryoten?Als Eucyte, selten auch Euzyte, (aus altgr. εὖ eu, ‚gut', + κύτος kýtos, ‚Gefäß') bezeichnet man die Zellen der Eukaryoten. Sie sind stets mit einem echten Zellkern (Nukleus) ausgestattet.
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