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Der genetische Code

Vier Buchstaben, zwanzig Bausteine — mit welchem Schlüssel wird aus einer Basenfolge ein Protein?

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Drei Basen, eine Aminosäure

Die mRNA kennt nur vier Basen, Proteine bestehen aber aus 20 verschiedenen Aminosäuren. Der genetische Code legt fest, welche Basenfolge für welche Aminosäure steht.

  • Genetischer Code:Zuordnungsregel zwischen den Basenfolgen der mRNA und den 20 Aminosäuren der Proteine.
  • Codon:drei aufeinanderfolgende Basen der mRNA (Basentriplett), die für eine Aminosäure oder für „Stopp“ stehen.
  • Startcodon:AUG: codiert Methionin und markiert den Beginn der Übersetzung.
  • Stoppcodons:UAA, UAG und UGA codieren keine Aminosäure; sie beenden die Übersetzung.
  • Leseraster:Einteilung der Basenfolge in Codons ab dem Startcodon; wird es um eine Base verschoben, ändern sich alle folgenden Codons.
Herleitung:
\(4^1 = 4 < 20\)
| 1 Base

Codierte jede Base allein eine Aminosäure, gäbe es nur vier Codewörter.

\(4^2 = 16 < 20\)
| 2 Basen

Mit Zweiergruppen gäbe es 16 Codewörter — immer noch zu wenige.

\(4^3 = 64 \ge 20\)
| 3 Basen

Erst Dreiergruppen liefern genug Codewörter für 20 Aminosäuren und Stoppsignale.

\(64 = 61 + 3\)
Ergebnis

61 Codons für Aminosäuren, 3 Stoppcodons: Der kürzeste mögliche Code ist ein Triplett-Code.

Merke

Genetischer Code: 1 Codon = 3 Basen der mRNA → 1 Aminosäure · Start: AUG · Stopp: UAA, UAG, UGA

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Die Code-Sonne lesen

Die Code-Sonne stellt alle 64 Codons übersichtlich dar. An ihrem Aufbau lassen sich die Eigenschaften des Codes direkt ablesen.

  • Code-Sonne:ordnet alle 64 Codons in Ringen: innen die 1. Base (5′-Seite des Codons), nach außen die 2. und 3. Base, ganz außen die Aminosäure.
  • Universell:Nahezu alle Lebewesen nutzen denselben Code (wenige Ausnahmen, z. B. in Mitochondrien) — ein Hinweis auf gemeinsame Abstammung.
  • Degeneriert:Die meisten Aminosäuren werden von mehreren Codons codiert; oft unterscheiden sich diese nur in der 3. Base.
  • Eindeutig:Jedes Codon steht für genau eine Aminosäure.
  • Kommafrei:Die Codons folgen lückenlos aufeinander, ohne Trennzeichen.
  • Nicht überlappend:Jede Base gehört zu genau einem Codon.

Ziehe den violetten Griff am Rand, bis der Zeiger oben durch das Codon im Lesefenster läuft — von innen nach außen. Lies es dann mit „Codon ablesen“ ab; das mRNA-Band rollt weiter. Mit der Tastatur: Griff mit Tab wählen, ←/→ drehen, Enter liest ab.

Die Code-Sonne drehen

Halte fest: Die Code-Sonne liest man von innen (5′) nach außen (3′). Codons derselben Aminosäure liegen nebeneinander und unterscheiden sich meist nur in der 3. Base.

Merke

Eigenschaften: universell · degeneriert · eindeutig · kommafrei · nicht überlappend

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Allgemeine Hinweise

Die Code-Sonne liest mRNA

Die Code-Sonne enthält U statt T und gilt für Codons der mRNA. Wer den codogenen DNA-Strang direkt einsetzt, liest eine falsche Aminosäure ab.

Degeneriert heißt nicht mehrdeutig

Mehrere Codons für eine Aminosäure sind erlaubt. Umgekehrt steht jedes Codon immer für genau eine Aminosäure.

Beim Startcodon beginnen

Gelesen wird ab dem ersten AUG, nicht ab der ersten Base der mRNA. Basen davor gehören nicht zum Leseraster.

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