Die elektrische Feldstärke beim Protein-Aufbau

1. Die elektrische Feldstärke beim Protein-Aufbau

2. Ursache der statischen elektrischen Feldstärke • Statische Anordnung von Ladungen • Durch die Wahl der Ladungsverteilung im dreidimensionalen Raum können unterschiedliche Feldverteilungen realisiert werden • Eine Anwendung im Verlauf derEvolution: Aufbau eines Proteins aus der genetischen Information

3. Vom Gen zum Protein-Aufbau (0) Quelle: http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/info_publ_che_09_en.pdf

4. Vom Gen zum Protein-Aufbau: Transkription Messenger-RNA (mRNA) Messenger-RNA (mRNA) Nukleinbasen: Adenin, Uracil, Thymin, Cytosin und Guanin Der DNA-Abschnitt eines Gens wird zunächst in eine Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA) umgeschrieben (Transkription)

5. Vom Gen zum Protein-Aufbau: Aufbau des Ribosoms Ribosome sind auf der mRNA bewegliche Partikel zur Proteinsynthese. In der tRNA herangeführte Bausteine werden im Ribosom gemäß des Codes auf der mRNA zusammengeführt, miteinander verknüpft oder verworfen

6. Vom Gen zum Protein-Aufbau: Transfer-RNA (tRNA) Transfer-RNAs (tRNA) sind kurze Ribonukleinsäuren (RNA) , bei denen eine von 20 Aminosären durch eine - für diese Säure charakteristische - Dreiergruppe, dem „Anticodon“ aus drei der Nukleinbasen Adenin, Uracil, Cytosin und Guanin, gekennzeichnet ist

7. Vom Gen zum Protein-Aufbau: Codon und Anticodon Das Codon ist eine Dreiergruppe aus Nukleinbasen Adenin, Uracil, Cytosin und Guanin der mRNA, sie codieren die genetische Information (vgl. Genetischer Code – Wikipedia)

8. Proteinsynthese im Ribosom – unpassende Bindung Bei un-passender Feld-Verteilung Am Ort des Ribosoms wird die tRNA mit der mRNA zusammengeführt und auf Passung von „Codon“ mit „Anticodon“ überprüft. Bei Bindung „passt“ die Ladungsverteilung des Anticodons zu der vom Codon -am Ort des Ribosoms- vorgegebenen Feldstärke

9. Proteinsynthese im Ribosom – passende Bindung Bei passender Feld-Verteilung Am Ort des Ribosoms wird die tRNA mit der mRNA zusammengeführt und auf Passung von „Codon“ mit „Anticodon“ überprüft. Bei Bindung „passt“ die Ladungsverteilung des Anticodons zu der vom Codon -am Ort des Ribosoms- vorgegebenen Feldstärke

10. Protein-Kette aus Bindungen zwischen Aminosäuren „Passt“ die Ladungsverteilung des Anticodons zu der vom Codon am Ort des Ribosoms vorgegeben Feldstärke, dann bildet sich eine Peptid Bindung zwischen benachbarten Aminosäuren. Die Proteinkette wächst und bewegt sich nach außen, das Ribosom rückt auf der mRNA einen Schrritt weiter und bindet die nächste tRNA.

11. Proteinsynthese im Ribosom Bei passender Feld-Verteilung Bei un-passender Feld-Verteilung Am Ort des Ribosoms wird die tRNA mit der mRNA zusammengeführt und auf Passung von „Codon“ mit „Anticodon“ überprüft. Bei Bindung „passt“ die Ladungsverteilung des Anticodons zu der vom Codon -am Ort des Ribosoms- vorgegebenen Feldstärke

12. Faltung der fertig gestellten Kette zum Protein Quelle: http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/info_publ_che_09_en.pdf

13. Zusammenfassung „Abtasten“ der Information im Codon der mRNA und Vergleich mit der des Anticodons der tRNA: • Auf der mRNA geben die Codons die elektrische Feldstärke vor • Am Ort des Ribosoms wird die Ladungsverteilung des Anticodons einer tRNA auf Bindung oder Abstoßung mit dem vorgegebenen Feld überprüft • Bei Passung wird die tRNA so lange fixiert, bis sich eine Peptid-Bindung zur Aminosäure der benachbarten, schon fixierten tRNA gebildet hat