Aufbau und Struktur von Proteinen

Proteine sind komplexe Moleküle, die aus Grundbausteinen, den Aminosäuren, aufgebaut sind. Der Aufbau von Proteinen lässt sich in mehrere Ebenen unterteilen:

1. Aminosäuren: Diese bestehen aus einer Aminogruppe, einem zentralen C-Atom, einer Carboxylgruppe und einem variablen Rest. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren.

2. Peptidbindungen: Diese verbinden die einzelnen Aminosäuren zu Ketten. Bei der Bildung einer Peptidbindung wird ein Wassermolekül abgespalten.

Definition: Proteinbiosynthese ist der Prozess, bei dem Proteine an den Ribosomen hergestellt werden.

Die Struktur von Proteinen wird in vier Ebenen beschrieben:

1. Primärstruktur: Die Abfolge der Aminosäuren, die für jedes Protein einzigartig und genetisch festgelegt ist.

2. Sekundärstruktur: Die räumliche Anordnung des Moleküls, z.B. als α-Helix oder β-Faltblatt.

3. Tertiärstruktur: Der dreidimensionale Aufbau, stabilisiert durch verschiedene Bindungen wie Disulfidbindungen und Wasserstoffbrücken.

4. Quartärstruktur: Die Gesamtstruktur eines Proteins, bestehend aus zwei oder mehr Polypeptidketten.

Highlight: Proteine haben eine große funktionelle Vielfalt. Sie dienen als Enzyme, Baustoffe, zur Abwehr, als Transportproteine und vieles mehr.

Der genetische Code und seine Eigenschaften

Der genetische Code bildet die Grundlage für die Übersetzung der in der DNA gespeicherten Information in Proteine. Er weist sechs wesentliche Eigenschaften des genetischen Codes auf:

1. Triplett-Code: Die Information wird in Dreiergruppen von Basen (Codons) codiert.
2. Nahezu universell: Der Code gilt für fast alle Lebewesen.
3. Eindeutig: Jedes Codon codiert nur eine Aminosäure.
4. Degeneriert: Die meisten Aminosäuren werden durch mehrere Codons verschlüsselt.
5. Kommafrei: Die Codons schließen lückenlos aneinander an.
6. Nicht überlappend: Eine Base ist immer nur Teil eines Codons.

Definition: Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäuresequenz.

Von den 64 möglichen Codons codieren 61 für die 20 Aminosäuren, während drei als Stoppsignale für die Proteinbiosynthese dienen.

Highlight: Die Codesonne ist ein nützliches Werkzeug zur Entschlüsselung des genetischen Codes. Sie zeigt an, welches Codon der mRNA in welche Aminosäure übersetzt wird.

Example: In der Codesonne steht das erste Nucleotid eines Codons innen (5'-Ende) und wird von innen nach außen gelesen. Beispielsweise codiert GCA für Alanin.

Mutationen können den genetischen Code beeinflussen. Es gibt drei Haupttypen:

1. Deletion: Basenentfall
2. Substitution: Basenaustausch
3. Insertion: Baseneinschub

Vocabulary: Anticodon: Komplementäre Basensequenz zum Codon auf der tRNA, die bei der Translation eine wichtige Rolle spielt.