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Alt 11.02.2018, 14:46   #1   Druckbare Version zeigen
Scientia  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
Ablauf der Proteinsynthese

Hallo, liebes Forum,

wenn die mRNA (kodiert für ein Transmembranprotein) im Cytoplasma erscheint, was muss alles passieren, bis das fertige Protein in der Zellmembran erscheint? In welchen Kompartimenten taucht das Protein auf?

Würde das Protein nicht einfach im Cytoplasma translatiert werden und direkt zur Zellmembran transportiert werden?

Viele Grüße und vielen Dank
Scientia
Scientia ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.02.2018, 16:37   #2   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 21.589
AW: Ablauf der Proteinsynthese

Zitat:
Zitat von Scientia Beitrag anzeigen
was muss alles passieren,
das nimmt in einem guten Biochemiebuch mehrere Seiten ein... .
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
einfach mal eine Fanta trinken
chemiewolf ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 11.02.2018, 17:05   #3   Druckbare Version zeigen
Scientia  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 4
AW: Ablauf der Proteinsynthese

Zitat:
Zitat von chemiewolf Beitrag anzeigen
das nimmt in einem guten Biochemiebuch mehrere Seiten ein... .
Mir geht es eigentlich eher um ein High-Level-Verständnis, und auch weniger um die chemischen Details. Wichtiger noch ist die zweite Frage, in welchen Kompartimenten dieses Protein auftauchen würde.
Scientia ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.02.2018, 19:43   #4   Druckbare Version zeigen
zarathustra  
Moderator
Beiträge: 11.617
AW: Ablauf der Proteinsynthese

Auch wenn du sie an sich nicht als Kompartiment ansehen kannst, brauchst du erstmal Ribosomen. Dann bist du auch ganz schnell beim rauhen Endoplasmatischen Retikulum (ER) und Golgi-Apparat. Von dort werden die Proteine in Vesikeln transportiert zur Zellmembran.

Zur Idee mit der Translation im Cytoplasma solltest du dich selbst mal fragen:
Wenn sich das Protein im Cytoplasma stabil falten könnte, wären die hydrophoben Transmembranbereiche dann nicht im Inneren des Proteins verborgen (hydrophobe Wechselwirkungen)? Wie sollte es sich dann umfalten, die extrazelluläre Domäne durch die Zellmembran schieben um ganz spezifisch mit der Transmembrandomäne darin hängen zu bleiben?

Spannend bei Transmembranproteinen ist auch, dass ja entweder der N-Terminus oder der C-Terminus extrazellulär sein kann. Ebenso müssen Membranproteine nicht nur in der Zellmembran sitzen, sondern werden auch in unterschiedlichen intrazellulären Kompartimenten benötigt. Die Sache ist daher komplex genug, um tatsächlich ein paar Lehrbuchseiten zu füllen.
Siehe z.B. hier:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21731/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21741/

Grüße,
Zara
__________________
Ich habe zwar auch keine Lösung, aber ich bewundere das Problem!
zarathustra ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.03.2018, 12:50   #5   Druckbare Version zeigen
Prometheus  
Mitglied
Beiträge: 11
AW: Ablauf der Proteinsynthese

Ist natürlich auch vom Organismus abhängig. Wir arbeiten z.B auf der Membranproteingenese für Proteine auf der äusseren Membran von gram negativen Bakterien - da gibt es keinen Golgi und kein ER. Der Zielort von Proteinen wird hier von einer entsprechenden Aminosäuresequenz (Signalpeptid) festgelegt. Nach der Translation bindet die Sequenz an ein Transporterprotein welche das Protein über einen weiteren Membranprotein in der inneren Membran in den Membranzwischenraum führt. Das Signalpeptid wird dabei abgeschnitten. Im Membranzwischenraum wird das Zielprotein wieder übernommen und schliesslich zum finalen Faltungshelfer in der äusseren Membran geführt.

Besonders interessant ist die Substrat/Transporter Wechselwirkung im Cytosol bzw. Im Transmembranbereich. Es gibt Hinweise darauf dass diese Interaktionen hoch dynamisch verlaufen und die Transporter die Substrate ständig entfalten um sie in Lösung zu halten. Auch der genaue Mechanismus der finalen Faltung in die äussere Membran ist noch Gegenstand der Forschung. Auch hier deutet vieles auf eine dynamische Interaktion mit etlichen Zwischenphasen hin. Leider ist der methodische Werkzeugkasten noch sehr beschränkt um solche Systeme zu untersuchen. Klassischerweise untersucht man Proteine im Kristall oder neuerdings mit ultra tieftemperatur Elektronenmikroskopie. Beide Methoden haben aber den Nachteil dass sie nur eine Momentaufnahme darstellen können. In so einem Fall führt man oft Punktmutationen ein und versucht so die verschiedenen Zwischenphasen zu erzwingen um schlieslich die Dynamiken im Nachhinein in silico vorauszugsagen. Das ist aber nicht für alle Systeme anwendbar und sehr viel Arbeit. Hochaufgelöste mutlidimensionale NMR Spektroskopie kann Dynamiken bis zu einem gewissen Grad zeigen hat aber andere Nachteile und ist z.T sehr aufwändig.

Dazu kommen die klassischen Probleme mit der Arbeit von Membranproteinen. Es sind sehr komplexe Systeme und die Lipide/Lipiddynamik sind noch schwieriger zu untersuchen wie die Proteine selber.

Long story short - man weiss da noch weniger als man erstmal vermuten würde.
Prometheus ist offline   Mit Zitat antworten
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