Dein Fortschritt:
0 / 0 Aufgaben
1
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
Das Ribosom im Überblick
AFB IOrdnen Sie jedem Teil des Ribosoms seine Aufgabe zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Merkhilfe: A wie Aminoacyl (Ankunft), P wie Peptidyl (Kette), E wie Exit. Die kleine Untereinheit liest, die große verknüpft.
Die Buchstaben stehen für Aminoacyl, Peptidyl und Exit.
Die mRNA liegt der kleinen Untereinheit auf.
A2
Bau einer tRNA
AFB INennen Sie alle Merkmale, die auf eine tRNA zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Die tRNA ist ein Adapter: Anticodon unten, Aminosäure oben am 3′-Ende. Sie ist eine RNA (Uracil), wird aber nicht translatiert — sie ist selbst das fertige Produkt ihres Gens.
Codon und Anticodon nicht verwechseln.
Drei Aussagen sind richtig.
A3
Welche Aminosäure trägt die tRNA?
AFB IEntnehmen Sie der Code-Sonne, welche Aminosäure eine tRNA mit dem angegebenen Anticodon trägt. Bilden Sie dazu zuerst das passende Codon.
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
| Anticodon | Aminosäure |
|---|---|
| 3′-GGU-5′ | |
| 3′-CAA-5′ | |
| 3′-UCU-5′ | |
| 3′-GUG-5′ | |
| 5′-CAU-3′ |
Codon = komplementär zum Anticodon, in 5′→3′-Richtung: GGU → CCA (Pro), CAA → GUU (Val), UCU → AGA (Arg), GUG → CAC (His). Das letzte Anticodon ist 5′→3′ notiert: 5′-CAU-3′ = 3′-UAC-5′ → Codon AUG (Met). Wer das Anticodon direkt in die Sonne einsetzt, erhält falsche Aminosäuren.
Erst das Codon bilden: komplementär, dann 5′ links schreiben.
Achten Sie bei der letzten Zeile auf die Richtung der Angabe.
A4
Ablauf der Translation
AFB IIBeschreiben Sie den Ablauf der Translation, indem Sie die Schritte ordnen.
Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die kleine Untereinheit bindet die mRNA und sucht das Startcodon AUG.
2Die Start-tRNA mit Methionin paart mit AUG, die große Untereinheit lagert sich an.
3Eine beladene tRNA mit passendem Anticodon besetzt die A-Stelle.
4Die Kette wird von der tRNA der P-Stelle auf die Aminosäure in der A-Stelle übertragen.
5Das Ribosom rückt ein Codon weiter; die entladene tRNA verlässt es über die E-Stelle.
6Ein Freisetzungsfaktor erkennt das Stoppcodon, die Kette wird frei.
Initiation (Schritte 1–2), Elongation mit Bindung, Peptidbindung und Translokation (3–5, wiederholt sich für jedes Codon), Termination (6).
Die große Untereinheit kommt erst nach der Start-tRNA dazu.
Erst Peptidbindung, dann Translokation.
A5
Bakterium und Mensch
AFB IIVergleichen Sie die Translation bei Prokaryoten und Eukaryoten.
Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
| Merkmal | nur Prokaryoten | nur Eukaryoten | beide |
|---|---|---|---|
| Die Ribosomen sind vom 70S-Typ. | |||
| Ribosomen sitzen teils am rauen endoplasmatischen Retikulum. | |||
| Die Translation beginnt schon an der wachsenden mRNA. | |||
| Die kleine Untereinheit bindet an der 5′-Cap. | |||
| Mehrere Ribosomen bilden an einer mRNA ein Polysom. | |||
| Die Kette beginnt mit Methionin am Startcodon AUG. |
Prokaryoten: 70S-Ribosomen, keine Kernhülle, daher Kopplung von Transkription und Translation. Eukaryoten: 80S-Ribosomen, Cap-abhängiger Start, Ribosomen auch am rauen ER. Polysomen und der Start mit AUG gibt es bei beiden.
Denken Sie an die Kernhülle.
Zwei Merkmale gelten für beide.
A6
Energiekosten eines Proteins
MixAFB IIEin Bakterium bildet ein Protein aus 400 Aminosäuren. Für jede eingebaute Aminosäure werden rund 4 ATP-Äquivalente verbraucht (Beladen der tRNA und Arbeit des Ribosoms; Modellwert). 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.
- ATP-Bedarf für ein Proteinmolekül ATP
- Glucosemoleküle, deren vollständige Zellatmung diese Energie liefert (32 ATP je Glucose) Glucose
- Dauer der Synthese an einem Ribosom bei 20 Aminosäuren pro Sekunde s
400 · 4 = 1 600 ATP. Die Zellatmung liefert rund 32 ATP je Glucose: 1 600 : 32 = 50 Glucosemoleküle. 400 : 20 = 20 s. Die Proteinsynthese gehört damit zu den energieaufwendigsten Vorgängen der Zelle.
Wiederholen Sie die ATP-Bilanz der Zellatmung aus Kapitel 1.
Teilen Sie den ATP-Bedarf durch die Ausbeute pro Glucose.
A7
Ein Elongationszyklus
AFB IIErklären Sie Schritt für Schritt, was am Ribosom geschieht. In der P-Stelle sitzt eine tRNA mit der Kette Met–Ser, in der A-Stelle liegt das Codon 5′-CAG-3′.
Spielen Sie den Weg Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
Ein Zyklus besteht aus Bindung der passenden tRNA, Peptidbindung und Translokation. Am Stoppcodon endet die Elongation.
Anticodon: komplementär und antiparallel.
Die Kette wandert immer zur neuen Aminosäure.
A8
Trickaufgabe: Das richtige Anticodon
TrickAFB IIIIn der A-Stelle liegt das Codon 5′-UGG-3′. Entscheiden Sie, welche Angaben das passende Anticodon korrekt beschreiben.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Komplementär und antiparallel zu 5′-UGG-3′ ist 3′-ACC-5′. Von 5′ nach 3′ gelesen heißt dasselbe Molekül 5′-CCA-3′ — beide Angaben sind richtig. Die Falle: 5′-ACC-3′ sieht gleich aus, hat aber die falsche Richtung und wäre ein anderes Anticodon.
Schreiben Sie das Anticodon zuerst unter das Codon.
Zwei Angaben sind richtig — dasselbe Molekül in zwei Leserichtungen.
A9
Ein Protokoll zur Proteinsynthese
AFB IIIEin Schüler fasst die Translation zusammen. Überprüfen Sie seine Aussagen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Die Synthetase arbeitet vor der Translation, nicht am Ribosom. Die Start-tRNA ist die Ausnahme von der Regel „neue tRNA in die A-Stelle“.
Wer knüpft die Peptidbindung?
Drei Aussagen sind falsch.
A10
Antibiotika gegen die Translation
AFB IIIViele Antibiotika hemmen Ribosomen. Bewerten Sie die Eignung der Wirkstoffe als Medikament gegen bakterielle Infektionen beim Menschen.
Wählen Sie für jede Zeile eine Stufe von 1 (ungeeignet) bis 5 (gut geeignet). Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = ungeeignet5 = gut geeignet
Streptomycin stört nur die kleine Untereinheit der 70S-Ribosomen.
Puromycin bricht die Kettenverlängerung an 70S- und 80S-Ribosomen gleichermaßen ab.
Chloramphenicol hemmt 70S-Ribosomen, in hoher Dosis auch die bakterienähnlichen Ribosomen der Mitochondrien.
Cycloheximid hemmt nur 80S-Ribosomen.
Geeignet ist, was Bakterien trifft und menschliche Zellen verschont: Das nutzt den Unterschied 70S/80S. Puromycin und Cycloheximid schädigen menschliche Zellen und taugen nicht als Antibiotikum. Chloramphenicol wirkt, hat aber wegen der Mitochondrien (Endosymbionten-Herkunft) Nebenwirkungen. Benachbarte Stufen werden akzeptiert.
Welcher Ribosomentyp gehört zu Bakterien, welcher zum Menschen?
Mitochondrien stammen von Bakterien ab.