Entschlüsselung des genetischen codes

Definition: Der genetische Code ist die Form, in der die genetische Information in den Genen verschlüsselt ist. Der Code klärt den Zusammenhang zwischen der linearen Basenfolge in der DNS und der Sequenz der Aminosäuren in einem Protein.. Da den vierverschiedenen Basen in der DNS 20 Aminosäuren gegenüberstehen, kann keine 1:1 Umsetzung erfolgen. Es müssen mindestens 3 aufeinanderfolgende Basen zur Bestimmung der einzelnen Aminosäuren mitwirken. (42 = 16; 43 = 64).

Diese Tripletts werden auch als Codone bezeichnet, in denen der genetische Code gelesen wird. Experimente: Nirenberg und Matthaei stellten mit Hilfe eines Enzymes eine mRNS her, die als Base ausschließlich Uracil (U) enthielt. Diese setzten sie 20 verschiedenen Ansätzen von zellfreien Extrakten mit jeweils einer 14C-markierten Aminosäure zu. Der Befund zeigte, daß sich nur der Einbau von Phenylalanin 1000fach gesteigert hatte. ==> Das Codewort für Phe ist somit UUU. Durch Einsetzung anderer Trinucleotide konnte der Code relativ schnell entziffert werden.

Die Experimente haben gezeigt, daß fast alle Aminosäuren durch mehrere Codone vertreten sind. Daher bezeichnet man den Code als degeneriert. Von den 64 Codonen sind 61 den 20 Aminosäuren zugeordnet und 3 stehen für STOPP-Codone. Sie zeigen das Ende eines Genes an. Weiterhin gibt es zwei Anfangs-Codone, die innerhalb des Codes für Aminosäuren stehen. Wie erfolgt das Ablesen des Codes? Die genetischen Informationen werden von festen Anfangspunkten aus gelesen.

Zwischen benachbarten Tripletts liegen Nucleotide, die nichts mit der Proteinsynthese zu tun haben. Alle Nucleotide treten im Rahmen von Tripletts in Funktion, wobei sich benachbarte Codons nicht überlappen Aufeinanderfolgende Tripletts überlappen sich teilweise Untersuchungen an Mikroorganismen und zellfreien Kulturen haben gezeigt, daß Fall vorliegt, also jedes Nucleotid nur einem einzigen Codon angehört. Der genetische Code ist universal, d.h. bei allen Organismen bedeutet ein bestimmtes Codon dieselbe Aminosäure. Ausnahmen bilden wenige Einzeller, bei denen sich geringe Abweichungen zeigen.

Leserasterverschiebung: Dies ist eine Mutation (ausgelöst durch Acridine), die verantwortlich sind, daß einzelne Basen eingesetzt oder herausgenommen werden. Sie ändert das Leseraster vollkommen, so daß die gesamte Aminosäuresequenz des Proteins ab der Mutationsstelle verändert wird. Es ist deshalb sehr wahrscheinlich, daß das Protein seine Funktion einbüßt.

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