Το παιχνίδι της μετάφρασης: διδακτική δραστηριότητα

Μαθησιακοί στόχοι. Με το τέλος της δραστηριότητας οι μαθητές θα πρέπει να είναι σε θέση να εξηγούν:

  • τα τρία βασικά στάδια της μετάφρασης,
  • τη σπουδαιότητα και το ρόλο των μορίων tRNA,
  • τη σπουδαιότητα των κωδικονίων και των αντικωδικονίων,
  • τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ κωδικονίων και αντικωδικονίων,
  • την περίσσεια και την σαφήνεια του γενετικού κώδικα,
  • τις θέσεις Α και Ρ στο ριβόσωμα,
  • το ρόλο του παράγοντα απελευθέρωσης,
  • τη σχέση μεταξύ του μορίου mRNA και το τελικά παραγόμενου πολυπεπτιδίου.

Υλικά. Για τη δραστηριότητα απαιτούνται:

  • καπέλα που χρησιμοποιούντα σε πάρτι
  • χαρτόνι
  • καρφίτσες πίνακα ή παραμάνες
  • πολύχρωμα νήματα – κορδόνια
  • ψαλίδια
  • συρραπτικό
  • σκρατς
  • σπάγκος – νήμα

Η δραστηριότητα απαιτεί την ενεργό συμμετοχή των μαθητών και ορισμένα υλικά για πάρτι και χειροτεχνίες (Πίνακας 1). Τα χαρτόνια σε διαφορετικά σχήματα, χρησιμοποιούνται για να κατασκευαστούν οι μονάδες που αποτελούν τα αμινοξέα καθώς και τα νουκλεοτίδια για τα κωδικόνια και τα αντικωδικόνια (Εικόνες 1 και 2). Τα νουκλεοτίδια στα κωδικόνια του mRNA συνδέονται μεταξύ τους με παραμάνες που αντιστοιχούν στους ομοιοπολικούς φωσφοδιεστερικούς δεσμούς, όπως είναι κι αυτοί στα αντικωδικόνια για κάθε tRNA. Τα νουκλεοτίδια φέρουν σκρατς, ώστε να μπορούν τα αντικωδικόνια να σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τα αντίστοιχα-συμπληρωματικά- κωδικόνια την κατάλληλη στιγμή. Θα μπορούσε ο αριθμός των σκρατς να είναι ανάλογος με τον αριθμό των δεσμών υδρογόνου μεταξύ του ζεύγους Α-U (2) και του ζεύγους G-C (3).

Οι μαθητές-tRNAs φορούν τα αντικωδικόνια γύρω από τη μέση τους και θα κάτσουν στο αντίστοιχο κωδικόνιο όταν έρθει η κατάλληλη στιγμή. Τα καπέλα του πάρτι με τους σπάγκους/νήματα που έχει κάθε μαθητής-tRNA, αντιστοιχεί στο αμινοξύ που μεταφέρει το αντίστοιχο tRNA (Εικόνα 1Β). Άλλα καπέλα με τις ετικέτες των Α (aminoacyl-tRNA) και P (peptidyl-tRNA) θέσεων, φοριούνται από μαθητές για να καθοριστούν αυτές οι θέσεις στο ριβόσωμα. Αυτοί οι δύο μαθητές, μαζί, σχηματίζουν τη μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα. Είτε ένα τραπέζι, είτε καρέκλες που έχουν τοποθετηθεί δίπλα-δίπλα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσομοιάσουν τη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα όπου εναπόθεται το mRNA (Εικόνα 2).

Το μήκος του mRNA και ο αριθμός των tRNAs μπορούν να αλλάζουν ανάλογα με τον αριθμό μαθητών της τάξης. Για παράδειγμα, προκειμένου να συντεθεί μία πολυπεπτιδική αλυσίδα με πέντε αμινοξέα, θα πρέπει να υπάρχει ένα mRNA με πέντε κωδικόνια (σημείωση δική μου: κι ένα κωδικόνιο λήξης), δύο μαθητές ως η μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα (οι Α και Ρ θέσεις), ένας μαθητής ως παράγοντας απελευθέρωσης και πέντε μαθητές ως μόρια tRNAs.

Πίνακας 1: Η ομάδα των χαρακτήρων.

Ρόλος Ηθοποιοί ή βοηθήματα
Η μικρή ριβοσωμική υπομονάδα. Ένα τραπέζι ή δύο καρέκλες τοποθετημένες πλευρά με πλευρά.
Το μόριο mRNA (το μέγεθός του εξαρτάται από τους μαθητές της τάξης). Νουκλεοτίδια που έχουν φτιαχτεί από χαρτόνια πόστερ συνδέονται μεταξύ τους με παραμάνες. Το μόριο mRNA περιέχει την poly-A ουρά και το cap άκρο.
Οι Α και Ρ θέσεις, που δρουν ως τη μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα. Δύο μαθητές με καπέλα που έχουν πάνω τους ετικέτες Α και Ρ. Μαζί αποτελούν τη μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα και καθορίζουν τις Α και Ρ θέσεις του ριβοσώματος.
Ξεχωριστά tRNA μόρια. Αρκετοί μαθητές (ανάλογα με τον αριθμό των μαθητών της τάξης) που φορούν ένα αντικωδικόνιο τυλιγμένο γύρω από τη μέση τους και μεταφέρουν το αντίστοιχο αμινοξύ πάνω σε ένα καπέλο.
Παράγοντας απελευθέρωσης. 1 μαθητής.

 

Εικόνα 1. Σύμβολα που χρησιμοποιούνται στην άσκηση. (A) Αντικωδικόνιο στο t-RNA που θα δεθεί στη μέση, (B) αντίστοιχο αμινοξύ – Αλανίνη, που βρίσκεται πάνω σε ένα καπέλο του μαθητή-tRNA, (C) κοπέλα που αντιστοιχούν στις Α και Ρ θέσεις της μεγάλης ριβοσωμικής υπομονάδας. Τα βέλη δείχνουν τα σκρατς (λευκά τετράγωνα) στα νουκλεοτίδια που θα χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία δεσμών υδρογόνου. Παραμάνες χρησιμοποιούνται για τους δεσμούς υδρογόνου.

 

Τμήμα του μοντέλου mRNA που βρίσκεται στη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα (το τραπέζι). Η poly-Α ουρά και το 5'-cap άκρο δεν είναι πάνω στο τραπέζι. Τα βέλη δείχνουν τα σκρατς (μικρά λευκά τετράγωνα) στα νουκλεοτίδια που θα χρησιμοποιηθούν για τους δεσμούς υδρογόνου. Το κωδικόνιο έναρξης είναι το πρώτο κωδικόνιο στα αριστερά.

Εικόνα 2. Τμήμα του μοντέλου mRNA που βρίσκεται στη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα (το τραπέζι). Η poly-Α ουρά και το 5′-cap άκρο δεν είναι πάνω στο τραπέζι. Τα βέλη δείχνουν τα σκρατς (μικρά λευκά τετράγωνα) στα νουκλεοτίδια που θα χρησιμοποιηθούν για τους δεσμούς υδρογόνου. Το κωδικόνιο έναρξης είναι το πρώτο κωδικόνιο στα αριστερά.

Πηγαίνετε στο κάτω μέρος της σελίδας εκεί που λέει “Pages” και πατήστε τον επόμενο αριθμό.

Αρέσει σε %d bloggers: