Translation - [Proteinbiosynthese, 3/3] - [Biologie, Genetik, Oberstufe]

Summary

Dieses Video erklärt den Prozess der Transkription, einem zentralen Schritt der Proteinbiosynthese. Es deckt die wichtigen Begriffe wie mRNA, tRNA und Ribosomen ab und beschreibt die drei Phasen der Transkription: Initiation, Elongation und Termination. Es erklärt auch, wie verschiedene Faktoren und Stoppcodons die Proteinsynthese steuern. Der Fokus liegt auf der praktischen Anwendung dieses Wissens für die Vorbereitung auf Klausuren, wobei die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass ähnliche Aufgaben in der Klausur vorkommen.

Takeaways

• 🌟 Die Transkription ist ein wichtiger Schritt der Proteinbiosynthese, bei dem die Information von DNA in mRNA übertragen wird.
• 🔑 Die mRNA verlässt den Zellkern und wird im Zytoplasma an die Ribosomen transportiert, um dort die Aminosauresequenz eines Proteins zu übersetzen.
• 🧬 Codons, d.h. Triplett-Basenpaare auf der mRNA, kodieren für bestimmte Aminosauren, die zur Proteinsynthese benötigt werden.
• 🔄 Die tRNA (Transfer-RNA) trägt die Aminosauren zu der wachsenden Peptidkette hinzu, indem sie die Codons der mRNA mit den entsprechenden Aminosauren verbindet.
• 📚 Die Transkription erfolgt in drei Schritten: Initiation, Elongation und Termination.
• 🔬 Die Initiation beginnt mit der Bindung der kleinen Ribosomen-Subeinheit an die mRNA und der darauf folgende Bildung eines Initiierungskomplexes.
• 📈 Bei der Elongation wird das Protein sequenziell gebaut, indem Aminosauren an die wachsende Peptidkette angehängt werden.
• 🏁 Die Termination wird durch Stoppcodons ausgelöst, die keine Aminosauren codieren und das Binden von Releasefaktoren signalisieren, die die tRNA von der P-Stelle lösen.
• 🔄 Nach der Termination wird das polypeptidische Produkt freigesetzt und kann posttranslationale Modifikationen erfahren, um ein funktionsfähiges Protein zu werden.
• 🍽 Die Proteinsynthese kann auch als Polyribosomale oder polysomale Proteinsynthese bezeichnet werden, bei der mehrere Ribosomen gleichzeitig an einer einzigen mRNA arbeiten, um mehrere Proteinkopien zu produzieren.

Q & A

Was ist der Hauptzweck des dritten Videos über Proteinsynthese?

Das Hauptziel des dritten Videos ist es, die Transkription zu erklären, ein wichtiger Schritt der Proteinbiosynthese, und praktische Anwendungsaufgaben zu behandeln, um das theoretische Wissen in Klausuren anzuwenden.

Wie wird die Transkription definiert?

Die Transkription ist ein Prozess, bei dem Proteine hergestellt werden, nachdem die Informationen für die Synthese eines Proteins, die in bestimmten DNA-Abschnitten codiert sind, in mRNA transkribiert und durch den Prozess der mRNA-Prozessierung modifiziert wurden.

Was ist das Ziel der Transkription?

Das Ziel der Transkription ist es, die Information der mRNA zu nutzen, um eine spezifische Sequenz von Aminosäuren zu bestimmen und zu verknüpfen, um ein bestimmtes Polypeptid zu erstellen.

Wie viele Schritte umfassen die Transkription?

Die Transkription umfasst drei Schritte: Initiation, Elongation und Termination.

Welche sind die Hauptbestandteile, die für die Proteinsynthese erforderlich sind?

Die Hauptbestandteile für die Proteinsynthese sind mRNA, tRNA, Ribosomen und verschiedene Proteinfaktoren.

Was ist die Funktion von tRNA während der Transkription?

Die tRNA trägt die Information der mRNA, die in den Kodons der mRNA enthalten ist, und koppelt diese mit den spezifischen Aminosäuren des Proteins. Sie kann an mRNA binden, weil sie einen Anticodon besitzt, der komplementär zum Codon der mRNA ist.

Wie funktioniert die Initiation während der Transkription?

Die Initiation beginnt mit der Bindung der kleinen ribosomalen Untereinheit an die Erkennungssequenz auf der mRNA. Danach bildet sich ein Installationskomplex, und nach der Bindung wandert die kleine ribosomale Untereinheit entlang der mRNA bis zum Startcodon.

Was ist der Unterschied zwischen dem N-Terminus und dem C-Terminus eines Polypeptids?

Der N-Terminus ist die erste Aminosäure des Polypeptids, während der C-Terminus die letzte Aminosäure ist. Der N-Terminus wird nach der Freisetzung des Polypeptids durch das Ribosom festgelegt.

Wie wird ein Polypeptid freigesetzt, wenn die Transkription terminiert?

Wenn ein Stoppcodon (UAG, UGA, UGG) erreicht wird, bindet ein Releasefaktor an die mRNA, der die tRNA aus der P-Stelle freisetzt und das Polypeptid ab. Die übrigen Komponenten, wie mRNA und ribosomale Untereinheiten, trennen sich dann voneinander.

Was ist die Bedeutung von Post-translationalen Veränderungen für die Funktion eines Proteins?

Post-translationale Veränderungen können die Funktionsfähigkeit eines Proteins beeinflussen, da sie nach der Transkription auftreten und die endgültige Struktur und Aktivität des Proteins beeinflussen können.

Wie kann man die Transkription mit einem Bild aus dem Alltag vergleichen?

Man kann die Transkription mit der Situation in der Schulmensa vergleichen, wobei die Schlange aus Schülern die ribosomalen Untereinheiten darstellt, die an der Theke der mRNA (Mahlzeit) entlang wandern und dabei ihre Tabletts (Polypeptide) mit Aminosäuren (Speisen) beladen, die ihnen die tRNA (Personal) gibt.

Outlines

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🧬 Proteinsynthese: Die Transkription und Transliteration

Dieses dritte und letzte Video konzentriert sich auf die Transkription, einen wichtigen Teil der Proteinbiosynthese. Nachdem die DNA-Informationen in mRNA transkribiert wurden, wird diese durch den Prozess der mRNA-Prozessierung modifiziert. Die Transkription ist der Schritt, bei dem die reife mRNA aus dem Zellkern an die Ribosomen transportiert wird, um die Aminosäuresequenz eines Proteins zu übersetzen. Die mRNA-Sequenzen, die in Tripletten codieren, bestimmen die Sequenz der Aminosäuren, aus denen das Polypeptid und schließlich das Protein aufgebaut wird. Die wichtigen Komponenten für diese Synthese sind die mRNA, die Transfer-RNA (tRNA), die Ribosomen und die Initiationsfaktoren. Die tRNA trägt die Aminosäuren zu der entsprechenden mRNA-Seqenz, während die Ribosomen den Ort der Transkription darstellen.

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🔬 Die Transkriptionsprozesse: Initiation, Elongation und Termination

Der Prozess der Transkription umfasst drei Hauptschritte: Initiation, Elongation und Termination. Initiation beginnt mit der Bindung der kleinen Ribosomalen Untereinheit an die mRNA und der Bindung einer mit Methionin beladene tRNA an das Startcodon. Die große Ribosomale Untereinheit tritt dann hinzu, um den Initiationskomplex zu vervollständigen. Bei der Elongation wird das Protein sequenziell gebaut, indem die tRNAs die entsprechenden Aminosäuren an die mRNA binden und Peptidbindungen bilden. Die Termination endet, wenn ein Stoppcodon erreicht wird, was die Transkription beendet und das Polypeptid freigesetzt. Die Proteine können nach der Translation durch post-translationale Modifikationen weiter verändert werden, um ihre endgültige Funktion zu erhalten.

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🍽️ Die Polypeptid-Synthese im Bild der Schulmensa

Um die komplexen Biochemieprozesse der Proteinsynthese verständlicher zu machen, wird ein Vergleich mit der Situation in der Schulmensa gemacht. In diesem Bild wandern die Schülerinnen und Schüler (vergleichbar mit den Ribosomen) an der Theke der mRNA (vergleichbar mit der Speiseabteilung) entlang und laden ihre Tabletts (die mRNA) mit Aminosäuren (Speisen), die ihnen von der tRNA (Personal) gegeben werden. So wie die Schüler am Ende der Schlange eine vollständige Mahlzeit (ein fertiges Protein) haben, endet auch die Transkription mit dem Abschluss des Polypeptids. Dieser bildliche Vergleich hilft, die Abläufe der Proteinsynthese zu veranschaulichen.

Keywords

💡Proteinbiosynthese

Die Proteinbiosynthese ist der Prozess, bei dem Zellen Proteine herstellen. Im Video wird dieser Prozess als zentraler Teil des Stoffs behandelt, da er die Grundlage für das Verständnis der Transkription und Translation bildet. Es wird erläutert, dass Proteine aus Aminosäuren bestehen, die durch Peptidbindungen verknüpft sind und wie diese Prozesse nach der Transkription von mRNA in Proteine übersetzt werden.

💡Transkription

Die Transkription ist ein zentraler Schritt in der Proteinbiosynthese, bei dem die Informationen von DNA in RNA übertragen werden. Im Kontext des Videos wird Transkription als Vorbereitung für die Translation betrachtet, bei der die RNA-Sequenzen in Proteinsequenzen umgewandelt werden.

💡Translation

Die Translation ist der Prozess, bei dem die mRNA-Sequenzen an den Ribosomen in Proteine übersetzt werden. Im Video wird die Translation als der letzte Schritt der Proteinbiosynthese beschrieben, bei dem die spezifische Sequenz von Aminosäuren bestimmt wird, die das Protein bilden.

💡mRNA

mRNA (Messeanger RNA) ist ein Art der RNA, die als Boten zwischen der DNA und den Ribosomen fungiert. Im Video wird mRNA als Träger der Informationen über die zu produzierenden Proteine beschrieben, die aus den kodierten DNA-Abschnitten stammen.

💡Ribosom

Ribosomen sind die zellulären Strukturen, an denen die Proteinbiosynthese stattfindet. Im Video werden Ribosomen als der Ort beschrieben, an dem die Translation von mRNA in Proteine stattfindet und die verschiedenen Komponenten des Prozesses, wie die Bindungsstellen für tRNA, erläutert werden.

💡tRNA

tRNA (Transfer RNA) ist eine Art von RNA, die eine桥梁funktion zwischen mRNA und den entsprechenden Aminonsäuren hat. Im Video wird tRNA als eine der zentralen Komponenten der Translation beschrieben, indem es die codierten Informationen aus dem mRNA mit den spezifischen Aminosäuren des Proteins verbindet.

💡Startcodon

Das Startcodon ist eine spezielle Sequenz in der mRNA, die den Beginn der Translation signalisiert. Im Video wird das Startcodon als AG (AUG) beschrieben, das Methionin kodiert und damit den Beginn der Proteinsynthese markiert.

💡Stoppcodon

Stoppcodons sind spezielle Sequenzen in der mRNA, die das Ende der Translation signalisieren. Im Video werden Stoppcodons als Codons beschrieben, die keine Aminosäuren kodieren und daher das Signal für das Ende der Proteinsynthese darstellen.

💡Initiation

Initiation ist der erste Schritt der Translation, bei dem der kleine ribosomale Untereinheit an die mRNA bindet und der Prozess beginnt. Im Video wird die Initiation als der Prozess beschrieben, bei dem der Startcodon erkannt und der Ribosomeinsatzkomplex gebildet wird.

💡Elongation

Elongation ist der Prozess der Verlängerung des polypeptidischen Kettens während der Translation. Im Video wird Elongation als der Schritt beschrieben, bei dem die Aminosäuren an die wachsende Kette angehängt werden, bis ein Stoppcodon erreicht wird.

💡Termination

Termination ist der letzte Schritt der Translation, bei dem die Proteinsynthese beendet wird. Im Video wird Termination als der Prozess beschrieben, bei dem das Stoppcodon erkannt wird, der Releasefaktor die tRNA aus der P-Stelle befreit und das polypeptidische Produkt freigesetzt wird.

Highlights

Die Transkription ist ein wichtiger Schritt in der Proteinbiosynthese.

Das Video soll Anwendungsaufgaben zur Proteinbiosynthese erörtern.

Die Transkription ist der Prozess, bei dem Proteine nach der mRNA-Transkription und -Verarbeitung hergestellt werden.

Die Transkription umfasst die Schritte Initiation, Elongation und Termination.

Die mRNA enthält die codierte Information für die Proteinsynthese.

Transfer-RNA (tRNA) ist für die Kopplung der mRNA-Informationen mit den entsprechenden Aminosäuren verantwortlich.

Ribosomen sind der Ort der Transkription und bestehen aus einer kleinen und einer großen Untereinheit.

Die A-, P- und E-Bindungsstellen auf den Ribosomen sind für die tRNA-Interaktion wichtig.

Die Transkription beginnt mit der Bindung der kleinen Ribosomalen Untereinheit an die mRNA.

Die mRNA startcodon AG ist für die Initiation der Transkription verantwortlich.

Die tRNA trägt die entsprechenden Aminosäuren zu dem wachsenden Polypeptid bei.

Die Elongation des Polypeptids erfolgt durch wiederholte Zyklen von Codon-Erkennung, Peptidbindungsbildung und Translokation.

Stoppcodons wie UAG, UGA oder UGG signalisieren das Ende der Transkription.

Releasefaktoren binden an Stoppcodons und lösen die tRNA von der P-Stelle, beendend die Transkription.

Das entstandene Polypeptid hat einen N- und einen C-Terminus, die durch die Aminosäuresequenz bestimmt sind.

Post-translationale Modifikationen können die Funktionsfähigkeit des Proteins beeinflussen.

Mehrere Ribosomen können an einer einzigen mRNA parallel Proteine synthetisieren, was als Polyribosom oder String of Ribosomes bezeichnet wird.

Die Transkription kann mit der Situation in der Schulmensa verglichen werden, wobei die Schüler die Ribosomen und die Portionen die Aminosäuren darstellen.

Transcripts

in diesem dritten und letzten video zur

proteinsynthese geht's um die

transaktion

wobei mich ein schüler auf die idee

gebracht hat noch ein video zu konkreten

anwendungsaufgaben zur protein

biosynthese zu machen denn das

theoretische hintergrundwissen zu haben

bildet zwar auf jeden fall die grundlage

aber in der klausur werdet ihr dieses

wissen in aufgaben anwenden müssen und

deshalb lege ich euch jetzt schon dieses

video wirklich sehr ans herz um glaube

dass die wahrscheinlichkeit auch relativ

hohes das mindest eine dieser aufgaben

in der klausur dran kommen wird ganz

kurz zur einordnung die transaktion ist

ein wichtiger teil schritt der protein

biosynthese ein prozess bei dem proteine

hergestellt werden nachdem die

informationen für die synthese eines

proteins die auf bestimmte dna

abschnitten den sogenannten gehen

verschlüsselt vorliegt im ersten schritt

in pram erna transkribiert

beziehungsweise umgeschrieben wurde und

über den prozess der mrta prozessierung

modifiziert wurde wird die reife mr

bei der transaktion aus halb des

zellkerns an den ribosomen in die

aminosäure sequenz eines proteins

übersetzt die transaktion ist damit also

ein vorgang bei dem die information der

mr

dazu dient eine spezifische sequenz von

einem minus um zu bestimmen und zu

verknüpfen so dass ein bestimmtes

polypeptide entsteht nicht verunsichern

lassen von den unterschiedlichen

begriffen

der grundbaustein eines proteins sind

aminosäuren und durch die verknüpfung

dieser aminosäuren über eine peptid

bindung entsteht ein polypeptide also

ein aus verschiedene aminosäuren

aufgebautes produkt und dieses

bezeichnet man dann wiederum als protein

ebenso wie die transaktion erfolgt auch

die transaktion in den folgenden drei

schritten initiation innovation und

termination und ähnlich wie man sich

beim kochen zunächst mit den zutaten

eines rezepts auseinandersetzen muss ist

auch bei der transaktion ist sehr

hilfreich sich zumindest kurz mit den

zutaten zu beschäftigen die man für die

synthese eines proteins benötigt wie

eben bereits angeklungen ist unter

anderem die mrsa für diesen prozess

erforderlich die für die transaktion

durch die kernporen des zellkerns ins

zytoplasma transportiert wird

wir gleich sehen werdet bestimmt die

ganz spezifische abfolge von mr nasen

welche aminosäure sequenz übersetzt und

damit verbunden auch welches protein

entsteht drei aufeinanderfolgende mrm

hasen werden als skoda oder auch als

triplett bezeichnet und codieren jeweils

für eine aminosäure die transformation

von m rna zu proteinen erfordert zudem

ein molekül das die eben angesprochene

informationen die in den kodex der mma

enthalten ist mit den spezifischen

aminosäuren des proteins koppelt diese

funktion und damit zweite wichtige

komponente erfüllt die sogenannte

transfer rna oder auch nur kurz damit

das protein letztendlich entstehen kann

muss die tna zwei aspekte erfüllen sie

muss die kohle uns richtig ablesen

und sie muss die aminosäuren herbei

bringen die den mr marco dawns

entsprechen die tna kann an dna binden

weil sie einen antico damit besitzen

also eine basen sequenz das zum co.don

der mma komplementär ist als dritte und

letzte wichtige zutat sind die ribosomen

zu erwähnen denn diese sind der ort der

transaktion

sie bestehen aus einer kleinen und einer

großen untereinheit auf der großen

ribosomalen untereinheit existieren drei

bindungsstellen für die tna die man als

ae&e stelle bezeichnet schauen wir uns

im prozess der transaktion auf

molekularer ebene mal an der mit der

initiative beginnt die transaktion

beginnt in dem sich die kleine

ribosomalen untereinheit an der

erkennungs sequenz auf der mm nämlich

der fünf strich cap gruppe behindert und

ein sogenannter installations- komplex

entsteht nach der bindung wandert die

kleine ribosomalen untereinheit die mma

entlang bis sie auf das stadion trifft

das mma start cordon ist immer die

sequenz ag entsprechend des triples das

von fünf sprich in drei strich richtung

gelesen wird in diese richtung wandert

nämlich auch das ribosom bei der

relegation ist die codes sonne als

hilfswerkzeug um zu überprüfen in

welcher aminosäure das jeweilige

triplett übersetzt wird ebenfalls von

fünf strich in drei strich richtung zu

lesen

also immer von innen nach außen wobei

das auch häufig in der kurzone angegeben

ist die erste aminosäure eines sich

bildenden polizist also immer methionin

das muss allerdings nicht heißen dass

alle reifen proteine einen methionin

haben müssen

denn häufig gibt es enzyme die das

methionin narrte transaktionen wieder

entfernen wie bereits erwähnt ist es

eine beladene tna die die relevante

information auf den kurs der msa mit den

spezifischen aminosäuren verknüpft indem

sie ein anti co.don als bindungsstelle

besitz und die passende aminosäure mit

sich trägt eine tna gilt als beladen

wenn an ihr jeweils eine bestimmte

aminosäure gebunden

das antike oder an einer methionin

beladenen tna findet durch komplementäre

basen paarung an dass statt cola und ao

gehen trägt also selbst die zum start

codon komplementäre basen sequenz ac und

vervollständigt damit den installations-

komplex nach der bindung der mit

methionin beladenen tna an die msa tritt

nun auch die große regionale

untereinheit zum innovations- komplex

hinzu mit hilfe von verschiedenen

proteinen die man als initiation

faktoren bezeichnet tritt diese so

passend denn so dass die mit methionin

beladene tna jetzt die pe stelle besetzt

was die evokation einleitet bei der

relegation wird das poly paket durch die

transaktion der mma verlängert die

verlängerung des bulli pakets um je eine

aminosäure folgt immer dabei den

gleichen sich wiederholenden drei

schritten erstens das erkennen eines mba

oder eine beladene tna deren anti kohle

zum zweiten co.don der mma komplementär

ist findet und besetzt damit der stelle

das wiederum führt dazu dass die große

regionale untereinheit zwei reaktionen

katalysieren

bz was umgangssprachlich herbeiführt die

bindung zwischen der tna und ihre

aminosäure in der p stelle wird gelöst

und zwischen dieser aminosäure und der

aminosäure die an der tmh in deraa

stelle gebunden es wird eine peptid

bindung gebildet und die aminosäuren

somit miteinander verknüpft

nachdem die erste trm methionin

freigesetzt hat jetzt gilt die tna als

nicht mehr beladen wandert sie durch die

bewegung des chromosoms in drei strich

richtung an die stelle und diskutiert

vom ribosomen wodurch sie in das

zytoplasma zurückkehrt wo die tna mit

einem neuen methoden beladen wird dass

sie ihren ist der fachsprachlich

terminus der biochemie und heißt nichts

anderes als dass bindungen aufgelöst

werden während sich das ribosom also

entlang der mma in 53 strich richtung um

ein cordon weiterbewegt gelangt die

freie trm an die ehe stelle und wird wie

eben beschrieben freigesetzt und

gleichzeitig und wann hat die zweite tna

die nun ein die peptid regt als eine

kette aus zwei aminosäuren zur p stelle

dieser schritt wird auch als delegation

bezeichnung im weiteren verlauf die

synthese eines proteins wiederholen sich

die eben beschriebenen schritten das

erkennen eines korans die bindung einer

peptid bindung und elevation die

innovation also die verlängerung der

peptid witte ist unmittelbar verknüpft

mit der wanderung richtung des ribosoms

zum 30 es ist also nicht primär die mma

die am innovation komplex in eine

richtung wandern der innovationszyklus

wird so lange fortgesetzt ist ein stopp

kunden also aeg oder ogh india stelle

eintritt was die transaktion terminiert

bzw beendet diese oder uns haben die

eigenschaft dass sie für keine - euro

codieren und auch keine tna minute an

sie diese signal sequenzen für beginn

und ende der transaktion muss man

unbedingt auswendig lernen also dass

co.don ag als stadt colón in der mma für

den start der transaktion und die stock

co don ag und ubs als signal für das

ende der konstellation in

anwendungsaufgaben ist die

wahrscheinlichkeit nicht relativ hoch

dass man eine dna oder rna sequenzen die

aminosäure sequenz eines proteins

übersetzen muss und dann muss man wissen

an welchem trippler die transaktion

terminiert wird diese aufgabe besprechen

aber auch noch in dem video mit den

anwendungsaufgaben es wird also keine

tna mehr an die msa verknüpft

stattdessen bindet an die genannten

stoppkurs ein release faktor bzw

freisetzung sektor der release faktor

setzt die tna aus der p stelle frei und

kann das poly peptid ab die übrigen

komponenten dna und ribosomalen

untereinheiten des so zieren trennen

sich also voneinander

das entstandene polypeptide hat einen

zeh und einen terminus der terminus ist

die letzte aminosäure des polypeptide

der n terminus ist zumindest vorerst ein

mädchen ihn was wie gesagt meistens

später noch ins thematisch entfernt wird

nun kann sich das poly peptid korrekt

verhalten

die spezifische aminosäure sequenz

bestimmt dabei die konformation des

protein

die politik hätte die vom ribosom

freigesetzt wurde ist nicht zwangsläufig

ein funktionsfähiges protein durch post

translationale veränderung veränderungen

zeitlich nach der transaktion kann die

funktionsfähigkeit eines proteins

durchaus beeinflusst werden zuletzt noch

eine wichtige anmerkung für das

verständnis der translationalen den

prozess nicht so vorstellen dass dabei

ein einziges protein entsteht mit einer

einzigen mm können viele ribosomen

wechselwirkung treten und so zahlreiche

protein kopien von der mr produzieren

die aufreihung vieler ribosome an der zu

transportierenden mma bezeichnet man

auch als polizei mit ein bisschen

fantasie kann man den prozess um das mal

ein bisschen bildlicher zu gestalten mit

der situation in der schulmensa

vergleichen

die schlange an schülerinnen und schüler

stellt das poly summen da bei der die

einzelnen personen die ribosomen an der

theke der mr

entlang wandern und dabei schrittweise

ihre tabletts mit speisen den

aminosäuren beladen die ihnen das

personal also die tna gibt erinnert euch

daran dass es stets die ribosomen also

die menschen sind die sich in eine

richtung bewegen

die tk als mr die die information einer

mahlzeit in form eines alarms eines

weiteren täters oder einer nachspeise

bereithält wandert nicht

kann ich es ja auch relativ schlecht

während die personen am anfangspunkt nur

den salat bzw den apfel als speise auf

ihrem tablett hat sozusagen erst ein

polypeptide trägt die person am ende der

cd bereits die vollständige mahlzeit

also das fertige protein