Papiermodell Proteinstruktur
Proteinstrukturen aus Papier falten: α-Helix, β-Faltblatt und Tertiärstruktur physisch nachbauen.
- Die SuS können die vier Strukturebenen von Proteinen (Primär-, Sekundär-, Tertiär-, Quartärstruktur) beschreiben und den Struktur-Funktions-Zusammenhang an Beispielen erklären.K2
In diesem Modul baust du Proteinstrukturen aus Papier nach. Du faltst α-Helices und β-Faltblätter und fügst sie zur Tertiärstruktur zusammen. So erlebst du physisch, was Proteinfaltung bedeutet — und verstehst, warum die Form die Funktion bestimmt.
Papiermodell Proteinstruktur
Proteine sind die Funktionsträger der Zelle. Ihre dreidimensionale Struktur bestimmt ihre Funktion — das ist eines der grundlegendsten Prinzipien der Biologie.
In diesem Modell baust du Proteinstrukturen aus Papier nach und erlebst, wie Sekundärstrukturen (α-Helix, β-Faltblatt) zur Tertiärstruktur zusammengefügt werden.
Die vier Strukturebenen
- Primärstruktur: Lineare Aminosäuresequenz (Kette aus 20 verschiedenen Aminosäuren)
- Sekundärstruktur: Lokale Faltungsmuster — α-Helix (Schraube) und β-Faltblatt (Zick-Zack)
- Tertiärstruktur: Gesamte 3D-Form eines Proteins, stabilisiert durch Wechselwirkungen
- Quartärstruktur: Anordnung mehrerer Proteinketten zu einem Komplex (z.B. Hämoglobin: 4 Ketten)
Kräfte, die Proteine zusammenhalten
| Kraft | Beschreibung | Stärke |
|---|---|---|
| Hydrophobe Wechselwirkung | Wassermeidende Aminosäuren lagern sich im Inneren an | ⭐⭐⭐ (treibende Kraft) |
| Wasserstoffbrückenbindung | schwache Bindungen zwischen polaren Gruppen | ⭐⭐ |
| Ionische Wechselwirkung | Anziehung zwischen geladenen Aminosäuren | ⭐⭐ |
| Disulfidbrücke | Kovalente Bindung zwischen zwei Cystein-Resten | ⭐⭐⭐ (stark) |
Reflection
Warum falten sich Proteine überhaupt?
Die Faltung ist thermodynamisch günstig: Der gefaltete Zustand hat eine niedrigere freie Energie als der entfaltete. Hydrophobe Aminosäuren «fliehen» vor dem Wasser ins Innere — das ist die treibende Kraft.
Nächste Frage: Wenn Papier falten schon tricky ist — wie macht das eine Zelle? Und wie macht es eine KI?