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Proteinbiosynthese und Mutation (E.coli)

Dieses Thema im Forum "Off-Topic-Location" wurde erstellt von User 62847, 16 November 2008.

  1. User 62847
    User 62847 (26)
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    Hallo! :smile:

    Ich schreibe morgen eine Klausur in Bio (LK) und ich habe noch ein paar Fragen zu einer Aufgabe. Vielleicht hat ja jemand Ahnung davon und kann mir etwas helfen....

    Bei einem E.coli-Stamm wurden zwei Mutationen entdeckt. Bei der ersten Mutation liegt eine Veränderung an der ersten Stelle eines Tripletts vor, dass letztlich zu folgendem Codon führt: UAG. Gegenüber dem Wildtyp treten bei diesem Mutanten nur kurze Fragmente des entsprechenden Proteins auf, die deutlich verringerte Aminosäureanzahlen aufweisen. Zusätzlich trat eine Mutation auf, die die Auswirkung der ersten Mutation abmilderte, d.h. die betroffenen Stämme zeigten wieder ein Wachstum. Es handelt sich dabei um ein mutiertes tRNA-Gen. Das Anticodon des tRNA-Gen ist AUC und die zugeordnete Aminosäure ist Tyr.

    Jetzt die Aufgaben dazu:

    1. Stellen Sie die im Text zuerst beschriebene Mutation bei E.coli ausgehend vom nicht mutierten codogenen Strang, bis zur mRNA schematisch dar!

    Da die Base an der ersten Stelle des Tripletts vorliegt gibt es meiner Meinung nach drei Möglichkeiten:

    nichtmutierter codogener Strang: ?TC (TTC, GTC, CTC)
    mRNA: ?AG (AAG, CAG,GAG)

    mutierter codogener Strang: ATC
    mRNA (mutiert): UAG

    2. Erklären Sie die Auswirkung der ersten Mutation!

    Die Folge der ersten Mutation ist, dass bei dem Mutant nur kurze bzw. kürzere Fragmente, also letztlich Polypeptidketten auftreten, als bei dem Wildtyp. Der Mutant zeigt deutlich verringerte Aminosäureanzahlen auf. Ursache für die Verkürzung ist das vorzeitige Stoppen der Proteinbiosynthese durch die Nonsemutation. Bei der ersten Mutation liegt eine Veränderung an der ersten Stelle eines Tripletts vor, das letztlich zu dem Codon UAG führt. Das Triplett UAG codiert für keine Aminosäure sondern ist ein sogenanntes Stopcodon. Die Elongation der Translation wird so lange fortgeführt, bis ein Terminationscodon zur A-Stelle des Ribosoms kommt. Ein als Release-Faktor bezeichnetes Protein besetzt direkt das Terminationscodon an der A-Stelle. Der Release-Faktor spaltet das fertige Polypeptid unter Addition eines Wassermoleküls von der letzten tRNA ab . Das Ribosom setzt die Polypeptidkette und die mRNA frei und dissoziiert anschließend wieder in seine große und kleine Untereinheit. Es wird also ein unvollständiges und vermutlich funktionsunfähiges Protein gebildet.

    3. Erläutern Sie wie sich das Vorhandensein einer dargestellten tRNA auf die erste Mutation auswirkt!

    Das Vorhandensein des abgebildeten tRNA-Molekül bewirkt, dass dem mutierten Codon trotzdem eine Aminosäure zugeordnet wird. Es wird jedoch eine falsche Aminosäure in das Polypeptid eingebaut. Das Anticodon des dargestellen, mutierten tRNA-Moleküls ist komplementär zum Codon der mRNA. Das tRNA-Molekül mildert somit die Auswirkung, also die Verkürzung der Fragmente, das es die Translation nicht vorzeitig abbricht, sondern „nur“ eine falsche Aminosäure, nämlich Tyrosin synthetisiert. Die Folgenden Codons können jedoch weiter translatiert werden und so kommt es nicht zur Verkürzung der Polypeptidkette. Die Folge dieser Mutation wäre im schlimmsten Fall trotzdem die Entstehung eines völlig falschen und somit funktionsunfähigen Proteins.

    4. Diskutieren Sie weshalb die Zweichfachmutante von E.coli ein verringertes Wachstum gegenüber dem Wildtyp aufweist.

    Hier habe ich leider keine Idee für eine Antwort. Mir ist auch nicht klar, ob es um das Wachstum von e.Coli oder der Polypeptidkette geht.

    Wäre nett, wenn sich mal jemand meine Lösungen anschauen und mir bei der letzten Aufgabe ein paar Denkanstöße geben könnte.

    Liebe Grüße, ann :geknickt:
     
    #1
    User 62847, 16 November 2008
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    Zur 4. Aufgabe:

    So weit ich weiss müsste es sich hier um das Wachstum vom Bakterium an sich handeln, da die Polypeptidkette ja wieder gleich lang wird.

    Du hast in Aufgabe 3. schon richtig festgehalten, dass es zu einer anderen (oder verminderten) Funktion des Proteins kommen könnte. Ich denke, dass dies der Grund für das langsame Wachstum des Bakteriums ist. Herrscht nur eine verminderte Aktivität, so kann weniger vom betreffenden Produkt hergestellt werden, so dass das Wachstum verlangsamt, bzw. im schlimmsten Fall sogar ganz eingestellt wird.
     
    #2
    User 32843, 16 November 2008
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    User 32843, 16 November 2008

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