{"id":2277,"date":"2020-06-10T15:40:50","date_gmt":"2020-06-10T13:40:50","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=2277"},"modified":"2020-08-08T14:48:11","modified_gmt":"2020-08-08T12:48:11","slug":"proteinsynthese-bakterien-translation","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=2277","title":{"rendered":"Proteinsynthese Bakterien &#8211; Translation"},"content":{"rendered":"\n<p>Nach der Transkription l\u00e4uft die molekulare Proteinsynthese \u2013 Maschinerie an. Bei Bakterien beginnen die Ribosomen noch w\u00e4hrend der mRNA-Synthese mit der Proteinsynthese, so werden bei E. coli&nbsp; 16 Aminos\u00e4uren pro Sekunde verkn\u00fcpft.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Worum gehts?<\/h2>\n\n\n\n<p>Es werden vertiefend die drei Phasen der Translationsvorg\u00e4nge bei Bakterien besprochen.<br>In den Phasen sind verschiedene Hilfs-Proteine beteiligt, die kurz vorgestellt werden und deren Wirkungsweise veranschaulicht wird.&nbsp; Die<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die drei Phasen der Translation<\/h2>\n\n\n\n<p>Wie bei der Transkription l\u00e4uft auch die Translation in drei Schritten ab:<\/p>\n\n\n\n<ol><li>Bei der Initiation wird das Ribosom zusammengebaut und die erste tRNA wird komplement\u00e4r am Start-Codon gebunden.<\/li><li>Die Elongation ist der schrittweise Ablesevorgang, bei dem sich fortlaufend beladene tRNA-Molek\u00fcle komplement\u00e4r anlagern und die Aminos\u00e4uren zu einem Peptid verkn\u00fcpft werden.<\/li><li>Bei der Termination kommt es zum Abbruch des Ablesevorgangs. Proteinsynthese wird angehalten.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Initiation &#8211; der Proteinsynthesestart<\/h3>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Beteiligte Faktoren<\/h4>\n\n\n\n<h5 class=\"wp-block-heading\">Hilfsproteine<\/h5>\n\n\n\n<p>Bei der bakteriellen Translation sind drei kleine Hilfs-Proteine, die sogenannten Initiationsfaktoren (IF-1, IF-2 und IF-3), beteiligt.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat_ini-1.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2431\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat_ini-1.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat_ini-1-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Die Initiator-tRNA (N-Formylmethionyl-tRNA, kurz fMet-tRNA)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die tRNA, die sich am Startcodon anlagert, unterscheidet sich von den nachfolgend tRNA\u00b4s. Sie kommt nur bei der Initiation zum Einsatz und wird deshalb als&nbsp;Initiator-tRNA&nbsp;bezeichnet. Aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften ist sie als Einzige in der Lage, sich an der P-Stelle anzulagern.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/bak_ini_met.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2284\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/bak_ini_met.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/bak_ini_met-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Bei der ersten t-RNA, die sich am Startcodon anlagert, handelt es sich um eine besondere Form der tRNA. Die sogenannte Initiator-tRNA ist mit N-Formyl-Methion (Formyl-, auch Aldehyd-Gruppe) beladen und nicht mit Methion, welches nach der Initiation im Protein verbaut werden kann.<\/p>\n\n\n\n<ul><li>Die fMet-tRNA ist die einzige tRNA, die an der P-Stelle angelagert wird.<\/li><li>Aufgrund der Formyl-Gruppe kann Formyl-Methion keine Peptidbindung ausbilden.<\/li><li>An ein AUG-Codon innerhalb eines Gens wird eine mit Methion beladene tRNA \u00fcber die A-Stelle gebunden, so dass dadurch eine Peptidbindung m\u00f6glich ist.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h5 class=\"wp-block-heading\">Die Ribosomenbindungsstelle &#8211; Shine &#8211; Dalgarno &#8211; Sequenz<\/h5>\n\n\n\n<p>Wie findet das Ribosom den Ort einer exakten Anlagerung am Genanfang? 1974 endeckten die Wissenschaftler Lynn Dalgarno und John Shine eine spezifische Sequenz der mRNA vor dem eigentlich f\u00fcr das Protein codierenden mRNA-Abschnitts. Diese Sequenz bindet komplement\u00e4r an die ribosomale RNA (rRNA) der kleinen Untereinheit des Ribosoms. Diese Wechselwirkung sichert, dass das Startcodon exakt in der P-Stelle liegt.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"300\" src=\"http:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/dalgarno.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2265\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/dalgarno.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/dalgarno-300x164.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h5 class=\"wp-block-heading\"><strong>Die t-RNA &#8211; Bindungsstellen des Ribosoms<\/strong><\/h5>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat-02.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2432\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat-02.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak04-translat-02-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<ol><li>A &#8211; Stelle: Akzeptorstelle oder &#8222;Eingang&#8220;<\/li><li>P &#8211; Stelle: Peptidyl &#8211; tRNA &#8211; Stelle, die wachsende Peptid &#8211; Kette ist hier gebunden<\/li><li>E &#8211; Stelle: Exit &#8211; Stelle, Austrittsstelle oder &#8222;Ausgang&#8220;<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"> Initiationsablauf<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Translation Bakterien I\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/dK7wUeY_fSM?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>IF-3 bindet an der kleinen Untereinheit des Ribosoms.<\/li><li>Dadurch lagert sich kleine Untereinheit des Ribosoms an die mRNA an. Dabei bindet die Ribosomenbindungstelle der mRNA komplement\u00e4r an die kleine ribosomale RNA (rRNA, kleine Untereinheit des Ribosoms).<\/li><li>IF-1 lagert sich an und blockiert die A-Stelle<\/li><li>IF-2 geht eine Verbindung mit der tRNA ein und bewirkt, dass sich die mit fMethion (fMet) beladene Initiator-tRNA an der P-Stelle komplement\u00e4r zum Startcodon bindet (A-Stelle ist blockiert).<\/li><li>Dadurch wird IF-3 freigesetzt.<\/li><li>Danach bindet die gro\u00dfe Ribosom &#8211; Untereinheit und durch die Hydrolyse von GTP in GDP +P<sub>i<\/sub>&nbsp;wird IF-2 und IF1 freigesetzt.<\/li><li>Das Ribosom ist jetzt aktiv und der Ablesevorgang (Elongation) kann beginnen.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Elongation &#8211; der Ablesevorgang<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Elongationsfaktor (EF-Tu; Tu = thermo unstable)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-oS.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2436\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-oS.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-oS-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Bei diesem Faktor handelt es sich um ein G-Protein, das wichtige Aufgaben erf\u00fcllt:<\/p>\n\n\n\n<ul><li>Es sch\u00fctzt die Verbindung zwischen tRNA und Aminos\u00e4ure.<\/li><li>Durch eine Wechselwirkung mit der gro\u00dfen Untereinheit des Ribosoms sorgt das Protein f\u00fcr eine Anlagerung an der A-Stelle.<\/li><li>Nur bei einer korrekten komplement\u00e4ren Codon-Anticodon-Bindung kommt es zur Freisetzung von EF-Tu-GTP. GTP reagiert dabei zu GDP+P<sub>i<\/sub>&nbsp;(Hydrolyse). Diese Reaktion kann nur stattfinden, wenn eine korrekte Bindung vorliegt. Bei einer nicht korrekten Bindung kann sich EF-Tu nicht von der tRNA l\u00f6sen, so dass dadurch der Einbau der richtigen Aminos\u00e4ure gew\u00e4hrleistet wird.<\/li><li>EF-TU kann mit der fMet-tRNA keine Verbindungen eingehen, so dass innerhalb des Gens am AUG-Codon kein fMet. eingebaut wird.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><strong>Elongationsfaktor EF-G (G &#8211; Protein)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-02-oS.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2438\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-02-oS.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak05-translat_elo-02-oS-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Der EF-G ist ebenfalls ein G-Protein. Durch Hydrolyse von GTP kommt es zu einer r\u00e4umlichen Struktur\u00e4nderung im Protein. Dadurch werden die in A- und P-Stelle gebundenen tRNA-Molek\u00fcle in Richtung E-Stelle &#8222;geschubst&#8220;.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Elongationsablauf<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Translation Bakterien II\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/xvPGCoJvHWI?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>Die Elongation beginnt, indem EF-Tu-GTP mit der tRNA eine Verbindung eingeht und diese zur A-Stelle leitet.<\/li><li>Ist die A-Stelle komplement\u00e4r besetzt, bildet sich zwischen der Aminos\u00e4ure in der P-Stelle und der Aminos\u00e4ure in der A-Stelle eine Peptidbindung (Ribozymwirkung) aus.<\/li><li>Durch die Ausbildung der Peptidbindung wird die Aminos\u00e4ure (Peptid) von der A-Stelle auf die tRNA der A-Stelle \u00fcbertragen.<\/li><li>Nun bindet der EF-G-GTP Komplex am Ribosom und verschiebt die gro\u00dfe Untereinheit des Ribosoms um ein Codon.<\/li><li>Daraufhin bewegt sich die kleine Untereinheit des Ribosom ebenfalls um ein Codon.<\/li><li>Dadurch gelangt die entladene tRNA zur E-Stelle. Die A-Stelle ist nun wieder frei und kann durch eine beladene tRNA besetzt werden.<\/li><li>Daraufhin wiederholt sich der gesamte Vorgang bis zum Erreichen des Stopp-Codons.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Termination &#8211; der Synthesestopp<\/h3>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-rf1-3.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2448\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-rf1-3.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-rf1-3-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Freisetzungsfaktoren &#8211; RF-1 oder RF-2 (<em>release factors<\/em>)\u00a0<\/strong>RF1 lagern sich in der A-Stelle am Stoppcodon an, wobei RF-1 sich an die Stoppcodone UAG und UAA und RF2 an UAA und UGA anlagert.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Freisetzungsfaktor &#8211; RF-3&nbsp;<\/strong>bewirkt die Freisetzung von RF-1 oder RF-2.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"550\" height=\"400\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-RRF.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-2449\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-RRF.jpg 550w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/Bak06-translat_ter-RRF-300x218.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 550px) 100vw, 550px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p><strong>Ribosom-Recycling-Faktor &#8211; RRF&nbsp;<\/strong>spaltet das Ribosom in seine Untereinheiten.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Der Elongationsfaktor &#8211; EF-G-GTP<\/strong> hat hier die gleiche Aufgabe wie bei der Elongation.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Terminationsablauf<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Translation Bakterien III\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/fnapln8FAOM?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<ol><li>In der A-Stelle befindet sich das Stopp-Codon.<\/li><li>Da es keine komplement\u00e4re tRNA gibt, h\u00e4lt das Ribosom an und es bindet RF-1.<\/li><li>RF-1 aktiviert die Peptidyltransferase, wodurch das fertige Protein an der P-Stelle freigesetzt wird.<\/li><li>Durch RF-3 wird RF-1 freigesetzt.<\/li><li>RRF und EF-G-GTP (GTP &#8211; GDP + P<sub>i<\/sub>) besetzen die A-Stelle und bewirken die Aufspaltung des Ribosoms in seine Untereinheiten.<\/li><li>IF-3 entfernt die entladene tRNA und die mRNA von der kleinen ribosomalen Einheit.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Punktlandung &#8211; Translation<\/h2>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed-youtube aligncenter wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Proteinsynthese - Translation\" width=\"644\" height=\"362\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/MrLtl03ajFM?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<p>Die Transkription beginnt mit der Initiation. Verschiedene Initiationsproteine kontrollieren die Verkn\u00fcpfung der mRNA- mit dem Ribosom. Eine spezifische Initiator-tRNA bindet an der P-Stelle. Das Ribosom ist bereit f\u00fcr den Ablesevorgang \u2013 Elongation.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Elongation ist der eigentliche Ablesevorgang, der zur Synthese des Proteins f\u00fchrt. Nach der Anlagerung beladener t-RNA\u00b4s werden die Aminos\u00e4uren miteinander verkn\u00fcpft. Hier wirkt das Ribosom als Ribozym. Verschiedene Elongationsfaktoren kontrollieren die Anlagerung der tRNA\u00b4s sowie die Verlagerung der Ribosom-Untereinheiten.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Termination ist der Vorgang, der die Translation bei Erreichen des Stoppcodons beendet. Verschiedene Proteine halten das Ribosom an, trennen das fertige Protein sowie die mRNA vom Ribosom, um dann das Ribosom in seine Untereinheiten zu zerlegen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nach der Transkription l\u00e4uft die molekulare Proteinsynthese \u2013 Maschinerie an. Bei Bakterien beginnen die Ribosomen noch w\u00e4hrend der mRNA-Synthese mit der Proteinsynthese, so werden bei E. coli&nbsp; 16 Aminos\u00e4uren pro Sekunde verkn\u00fcpft. Worum gehts? Es werden vertiefend die drei Phasen der Translationsvorg\u00e4nge bei Bakterien besprochen.In den Phasen sind verschiedene Hilfs-Proteine beteiligt, die kurz vorgestellt werden&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":1090,"menu_order":13,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/2277"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2277"}],"version-history":[{"count":20,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/2277\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2454,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/2277\/revisions\/2454"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/1090"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bioclips.info\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2277"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}