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Codons in Proteine übersetzen

Nach dieser Lektion: Ich kann Codons mit einer Tabelle in ein Protein übersetzen.

Lektion, 60 Min.2 BefehleJupyterLab-Lab für Data Science: pandas, Matplotlib und scikit-learn im Browser

Wie wird aus DNA ein Protein?

Bei der Translation liest man eine DNA-Sequenz in Dreiergruppen, den Codons, und übersetzt jedes Codon mit einer Tabelle in einen Buchstaben für eine Aminosäure. Aus der Reihe der Buchstaben entsteht ein Protein.

Als Programm ist das eine Zeichenkette, die in Dreierschritten gelesen wird. Wo man mit dem Lesen beginnt, ändert alles.

Am Ende dieser Lektion

Notiz

Ich kann Codons mit einer Tabelle in ein Protein übersetzen.

Schlüsselwörter

BegriffWas er bedeutetBeispiel
Codondrei Basen, die zusammen gelesen werdenATG
Codon-Tabelleordnet jedem Codon einen Buchstaben zu
Leserahmendie Stelle, ab der in Dreierschritten gelesen wird
Stoppcodonein Codon, bei dem die Übersetzung endet
Proteindie Kette der übersetzten Buchstaben

Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.

Ein Codon sind drei Basen

Ein Codon besteht aus drei Basen. Die Codon-Tabelle ordnet jedem Codon einen Buchstaben zu. ATG steht für M, GCC für A und AAA für K.

Einige Codons sind Stoppcodons. Dort endet die Übersetzung, und das Stoppcodon selbst gehört nicht mehr zum Protein. Hier nutzen wir einen kurzen Auszug der Tabelle.

Beispiel: ein Auszug der Codon-Tabelle

CodonBuchstabeBedeutung
ATGMAminosäure
GCCAAminosäure
AAAKAminosäure
TGGWAminosäure
TAG*Stoppcodon

Die Zellen, die Lernende ausfüllen, bleiben in dieser Vorschau leer.

Eine Sequenz in Codons zerlegen

Befehl
docker exec jupyter python3 -c "s='ATGGCCAAATAG'; print([s[i:i+3] for i in range(0, len(s)-2, 3)])"

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Der Leserahmen bestimmt die Codons

Der Leserahmen sagt, bei welcher Base man mit dem Dreierschritt beginnt. Beginnt man bei Stelle 0, 1 oder 2, entstehen ganz andere Codons.

Bleiben am Ende ein oder zwei Basen übrig, bilden sie kein volles Codon und werden ignoriert. Die Übersetzung beginnt meist beim ersten Codon ATG.

Den Leserahmen um eins verschieben

Befehl
docker exec jupyter python3 -c "s='ATGGCCAAATAG'; print([s[i:i+3] for i in range(1, len(s)-2, 3)])"

Hier angezeigt, nicht ausgeführt. Erstellen Sie ein kostenloses Konto, um „Ausführen“ zu drücken und ihn im Terminal Ihres eigenen Labs einzugeben.

Eine Sequenz bis zum Stoppcodon übersetzen

Code: python
# Ein Auszug der Codon-Tabelle. Der Stern bedeutet: Stopp.
tabelle = {"ATG": "M", "GCC": "A", "AAA": "K", "TGG": "W", "GGC": "G", "TAG": "*"}
dna = "ATGGCCAAATGGTAGGGC"
protein = ""
i = 0
while i + 3 <= len(dna):
    codon = dna[i:i + 3]
    if tabelle[codon] == "*":
        break
    protein = protein + tabelle[codon]
    i = i + 3
print(protein)
# Ändern Sie die Sequenz in "ATGGGCTAGGCC". Welches Protein entsteht?

Ein häufiger Fehler

Warnung

Viele beginnen immer bei der ersten Base. Steht vor dem ersten Codon aber noch eine Base zu viel, sind alle Codons verschoben, und es entsteht ein ganz anderes Protein ohne Fehlermeldung. Prüfen Sie, bei welcher Stelle der Rahmen beginnt.

Über dieses Lab und seinen Quellcode: JupyterLab-Lab für Data Science: pandas, Matplotlib und scikit-learn im Browser

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