Simulator der Proteinbiosynthese: Transkription und Translation

So benutzt du den Proteinbiosynthese-Simulator

1. Wähle ein Gen oder tipp deine eigene DNA ein (den codierenden Strang, 5′ nach 3′). Die RNA-Polymerase öffnet die Doppelhelix und baut daran entlang die Boten-RNA auf, mit derselben Sequenz wie der codierende Strang, aber U statt T. Dann sucht ein Ribosom das erste AUG und liest die mRNA drei Basen nach der anderen; jede Transfer-RNA bringt die Aminosäure zu ihrem Codon, und die Kette wächst bis zu einem Stoppcodon.
2. Die Ergebnisse zeigen die mRNA, die Codons ab dem Startcodon, das Protein im Ein- und Dreibuchstabencode und seine Masse. Setz eine Mutation: Wähle Substitution, Insertion oder Deletion, ihre Position und die neue Base. Die Simulation vergleicht die beiden Proteine und benennt die Wirkung: still, Missense, Nonsense, Leserasterverschiebung, verlorener Start oder verlorener Stopp. Eine Substitution zu T an Base 20 im β-Globin ist die Sichelzell-Mutation.
3. Das Diagramm zeigt die Hydropathie des ursprünglichen und des mutierten Proteins, Rest für Rest; eine Leserasterverschiebung bringt alles nach der Mutation durcheinander. Wähle, welches Gen animiert wird, ursprünglich oder mutiert, und die Geschwindigkeit. Die Werkzeuge DNA in Protein übersetzen und ORF-Finder verarbeiten lange Sequenzen in allen sechs Leserastern.

Häufige Fragen

Was sind Transkription und Translation?

Die Transkription kopiert die DNA eines Gens in Boten-RNA, gebaut von der RNA-Polymerase, die den Matrizenstrang liest. Die Translation macht aus der mRNA Protein: Ein Ribosom liest sie Codon für Codon, drei Basen nach der anderen, und Transfer-RNAs bringen die passenden Aminosäuren. In Bakterien geschieht beides gleichzeitig im Zytoplasma; in Eukaryoten wird die mRNA zuerst im Zellkern hergestellt und bearbeitet.

Wie viele Codons gibt es?

Vier Basen, je drei genommen, ergeben 4³ = 64 Codons. Einundsechzig codieren die 20 Aminosäuren, die meisten Aminosäuren haben also mehrere Codons, und drei (UAA, UAG, UGA) sind Stoppcodons. AUG codiert Methionin und markiert außerdem den Start der Translation.

Was ist der Unterschied zwischen Missense-, Nonsense- und Leserastermutationen?

Eine Missense-Mutation macht aus einem Codon eines für eine andere Aminosäure, wie bei der Sichelzellkrankheit, wo aus GAG GTG und aus Glutamat Valin wird. Eine Nonsense-Mutation macht aus einem Codon ein Stoppcodon und verkürzt das Protein. Eine Leserasterverschiebung, durch Einfügen oder Entfernen einer Basenzahl, die kein Vielfaches von drei ist, ändert jedes Codon danach. Eine stille Mutation ändert ein Codon in ein anderes für dieselbe Aminosäure.

Warum heißt die Sichelzell-Mutation Glu6Val, wenn es Codon 7 ist?

Nach Konvention zählt man die Positionen im Hämoglobin ab der ersten Aminosäure der fertigen Kette, nachdem das Start-Methionin entfernt wurde. Diese Simulation zählt ab dem Methionin, also erscheint dieselbe Änderung als E7V.

Es heißt, WebGL sei abgeschaltet.

Die 3D-Ansicht braucht WebGL, das jeder aktuelle Browser hat. Es kann abgeschaltet sein, wenn die Hardwarebeschleunigung in den Browsereinstellungen deaktiviert ist oder der Grafiktreiber sehr alt ist. Schalte die Hardwarebeschleunigung ein oder probier einen anderen Browser.

Wird etwas hochgeladen?

Nein. Die Simulation zeichnet dein eigener Browser mit WebGL; nichts wird irgendwohin gesendet, und sie läuft auch offline weiter, sobald die Seite geladen ist.