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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus früheren Unterkapiteln und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Start, Stopp oder Aminosäure?
AFB IOrdnen Sie jedes mRNA-Codon der passenden Gruppe zu.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Startcodon
2Stoppcodon
3codiert eine Aminosäure (kein Start)
AUG ist das einzige Startcodon und codiert zugleich Methionin. UAA, UAG und UGA sind Stoppcodons. UGG (Trp), AUA (Ile), UAC (Tyr) und CAA (Gln) sehen Start- oder Stoppcodons ähnlich, codieren aber gewöhnliche Aminosäuren.
Es gibt genau ein Startcodon und drei Stoppcodons.
Vorsicht bei UGG und UAC — eine Base Unterschied.
A2
Codons übersetzen
AFB IEntnehmen Sie der Code-Sonne, welche Aminosäure jedes Codon codiert.
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
| mRNA-Codon | Aminosäure |
|---|---|
| ACG | |
| GGA | |
| UUC | |
| AGA | |
| CAG |
Innen die 1. Base, dann die 2. im mittleren Ring, dann die 3. außen: ACG → Thr, GGA → Gly, UUC → Phe, AGA → Arg, CAG → Gln. AGA ist ein Beispiel dafür, dass Arginin an zwei Stellen der Sonne steht (CGN und AGA/AGG).
Beginnen Sie im innersten Ring mit der ersten Base.
Die dritte Base entscheidet oft zwischen zwei Nachbarn — genau hinsehen.
A3
Start- und Stoppcodons
AFB IGeben Sie an, ob die Merkmale nur auf das Startcodon, nur auf Stoppcodons oder auf beide zutreffen.
Ordnen Sie jedes Merkmal einem der drei Bereiche zu. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, dann 1–3 für den Bereich, 0 zurück.
1 nur Startcodon AUG
2 beide
3 nur Stoppcodons
AUG ist das einzige Startcodon und codiert zugleich Methionin. Die drei Stoppcodons UAA, UAG und UGA codieren keine Aminosäure. Beide sind gewöhnliche Tripletts und liegen im Leseraster — das Stoppcodon ist dessen letztes Codon.
AUG hat eine Doppelrolle: Start und Aminosäure.
Auch Stoppcodons sind Codons im Leseraster.
A4
Eine mRNA übersetzen
AFB IIGegeben ist die mRNA 5′-GCAUGACUGAGCAAUGAC-3′. Ermitteln Sie die Aminosäurekette, indem Sie die Bausteine in die richtige Reihenfolge bringen.
Klicken Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Das Leseraster beginnt am ersten AUG (3. Base): AUG ACU GAG CAA UGA → Met–Thr–Glu–Gln, dann Stopp. Wer an der ersten Base beginnt, liest GCA (Ala) und UGA (Stopp). Das Stoppcodon selbst liefert keinen Baustein.
Suchen Sie zuerst das Startcodon.
Nach UGA ist Schluss — das Stoppcodon codiert keine Aminosäure.
A5
Welche Eigenschaft zeigt sich?
AFB IIOrdnen Sie jeden Befund der Eigenschaft des Codes zu, die er am deutlichsten zeigt.
Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
| Merkmal | universell | degeneriert | eindeutig | kommafrei | nicht überlappend |
|---|---|---|---|---|---|
| Bakterien stellen mit dem menschlichen Insulin-Gen menschliches Insulin her. | |||||
| UCU, UCC, UCA und UCG codieren alle Serin. | |||||
| Das Codon GGC wird in jeder Zelle als Glycin gelesen. | |||||
| Zwischen zwei Codons liegen keine ungenutzten Trennbasen. | |||||
| Die fünfte Base einer mRNA gehört nur zum zweiten Codon. |
Universell: dieselbe Übersetzung in allen Organismen. Degeneriert: mehrere Codons, eine Aminosäure. Eindeutig: ein Codon, eine Aminosäure. Kommafrei: keine Lücken. Nicht überlappend: keine Base wird doppelt genutzt.
Degeneriert und eindeutig sind zwei Blickrichtungen: Aminosäure → Codons bzw. Codon → Aminosäure.
Kommafrei betrifft Lücken, nicht überlappend doppelt genutzte Basen.
A6
Wie groß wird das Protein?
AFB IIEine reife mRNA enthält vom Startcodon bis einschließlich Stoppcodon 1 272 Nucleotide. Berechnen Sie Schritt für Schritt.
Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
- Anzahl der Codons Codons
- Anzahl der Aminosäuren im Protein Aminosäuren
- Molekülmasse des Proteins bei rund 110 Da je Aminosäure kDa
1 272 : 3 = 424 Codons. Das letzte ist das Stoppcodon, also 423 Aminosäuren. 423 · 110 Da = 46 530 Da ≈ 46,5 kDa. Das Methionin am Anfang wird hier mitgezählt, auch wenn es später oft abgespalten wird.
Drei Nucleotide bilden ein Codon.
Das Stoppcodon liefert keine Aminosäure.
A7
Von der DNA zum Peptid
MixAFB IIDer codogene Strang eines Gens beginnt mit 3′-TACTTCGCA-5′. Bestimmen Sie mRNA und Aminosäuren, indem Sie den Lückentext vervollständigen — drei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Bei der Transkription entsteht die mRNA . Ihr erstes Codon ist das ; es codiert . Das zweite Codon codiert , das dritte .
Transkription: komplementär und antiparallel, U statt T → 5′-AUG AAG CGU-3′. Übersetzung: AUG Met, AAG Lys, CGU Arg. Wer TTC im codogenen Strang direkt als UUC liest, landet fälschlich bei Phenylalanin.
Erst transkribieren (A → U, T → A, G → C, C → G), dann übersetzen.
Wiederholen Sie die Transkription: Die mRNA ist komplementär zum codogenen Strang.
A8
Trickaufgabe: Wo beginnt das Peptid?
TrickAFB IIIEine kurze mRNA lautet 5′-CCAUGGCAUAGUAA-3′. Entscheiden Sie, welches Peptid entsteht.
Genau eine Antwort ist richtig. Markieren Sie sie und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Das Leseraster beginnt am ersten AUG (3. Base): AUG GCA UAG → Met–Ala, dann Stopp. Die Falle: Wer an der ersten Base beginnt, liest CCA UGG CAU AGU → Pro–Trp–His–Ser; wer das Stoppcodon UAG übersieht, liest weiter. Das UAA am Ende liegt gar nicht im Leseraster.
Wo steht das erste AUG?
Prüfen Sie jedes Codon auf Stopp — der erste Stopp im Raster beendet die Kette.
A9
Ein Lernplakat zum Code
AFB IIIEin Mitschüler hat ein Lernplakat entworfen. Überprüfen Sie seine Aussagen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Die häufigste Verwechslung: „mehrdeutig“ statt „degeneriert“. Mehrdeutig wäre ein Codon mit mehreren Bedeutungen — das kommt nicht vor.
Achten Sie auf die Richtung in der Code-Sonne.
Drei Aussagen sind falsch.
A10
Wie universell ist der Code?
AFB IIIBeurteilen Sie, wie stark jeder Befund die These stützt, dass alle Lebewesen denselben genetischen Code verwenden.
Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe von 1 (stützt kaum) bis 5 (stützt stark). Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = stützt kaum5 = stützt stark
Bakterien bilden nach Einbau des menschlichen Insulin-Gens Insulin mit korrekter Aminosäurefolge.
Tabakpflanzen mit dem Luciferase-Gen des Glühwürmchens leuchten.
In menschlichen Mitochondrien wird UGA als Tryptophan statt als Stopp gelesen.
Die Proteine von Mensch und Schimpanse sind einander sehr ähnlich.
Gentransfer-Versuche zeigen direkt: Fremde Gene werden in einem ganz anderen Organismus korrekt übersetzt — starker Beleg. Die Mitochondrien-Ausnahme spricht gegen eine ausnahmslose Universalität. Ähnliche Proteine beruhen auf ähnlichen Genen und sagen über den Code selbst wenig aus. Benachbarte Stufen werden akzeptiert.
Stützend ist ein Befund, bei dem ein Gen in einem anderen Organismus richtig übersetzt wird.
Eine Ausnahme vom Code stützt die These nicht.