Transkription, Translation und Punktmutationen

BiologieGenetikAlter 17–18

Mit meiner Klasse nutzen

Am codogenen Strang eines Gens baut die RNA-Polymerase die mRNA Nucleotid für Nucleotid durch Basenpaarung auf (A–U, T–A, G–C, C–G); anschließend liest das Ribosom ab AUG jedes Codon, und die tRNA liefert nach dem Standard-Code die passende Aminosäure, bis ein Stoppcodon erreicht ist. Die Lernenden gehen die Schritte einzeln durch, klicken auf ein Nucleotid, um eine Substitution, Insertion oder Deletion auszulösen, und vergleichen die Polypeptidkette vorher und nachher (stumme, Missense-, Nonsense- und Rasterschubmutation).

Lektion: Genexpression (Transkription, Translation); Genmutationen

Was sie zeigt

Bei der Transkription liest die RNA-Polymerase den codogenen Strang in 3'→5'-Richtung und baut die mRNA 5'→3' durch komplementäre Basenpaarung auf, wobei Uracil an die Stelle von Thymin tritt. Bei der Translation liest das Ribosom die mRNA ab dem Startcodon AUG in Dreierschritten, und jedes tRNA-Anticodon paart mit einem Codon und fügt eine Aminosäure an, bis ein Stoppcodon die Kette beendet. Da der Code lückenlos in Tripletts gelesen wird, kann ein Basenaustausch folgenlos bleiben, eine Aminosäure ändern oder ein Stoppcodon erzeugen, während eine Insertion oder Deletion das Leseraster aller folgenden Codons verschiebt.

So funktioniert es

Geben Sie eine Sequenz unter Codogener Strang des Gens ein und verfolgen Sie mit Nächster Schritt oder Automatisch erst die Transkription, dann die Translation Codon für Codon. Klicken Sie auf ein Nucleotid des codogenen Strangs, um es auszutauschen; ein weiterer Klick wählt eine andere Base. Für eine Insertion oder Deletion wählen Sie diese unter Mutation und legen die Position fest. Vergleichen Sie die Zeile Polypeptid mit der Zeile Original (ohne Mutation) und lesen Sie die angezeigte Mutationsart.

Einstellbare Parameter

  • Codogener Strang des Gens (3'→5', nur A T G C, 6–60 Nucleotide)
  • Mutation Keine, Austausch eines Nucleotidpaars, Einfügen eines Nucleotidpaars, Verlust eines Nucleotidpaars
  • Mutationsposition im codogenen Strang (ab dem 3'-Ende) 1–60
  • Ausgetauschtes / eingefügtes Nucleotid A, T, G, C
  • Schrittweise automatisch ablaufen

Fragen zum Erkunden

  1. Welches mRNA-Codon entsteht aus dem Triplett TAC des codogenen Strangs, und für welche Aminosäure codiert es?
  2. Warum verändert das Einfügen eines Nucleotidpaars nahe dem Startcodon das Polypeptid meist stärker als ein Austausch?
  3. Finden Sie einen Austausch, der das Polypeptid nicht verändert. Welche Eigenschaft des genetischen Codes erklärt das?

Ideen für den Unterricht

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