Der genetische Code

Der Genetische Code (750 Wörter und eine Seite Abbildungen)

- erstmals 1960 näher erforscht bis 1965 fast vollständig bekannt
- zunächst war erst mal die Frage wieviel Basen nötig um eine Aminosäure zu codieren
- es gibt vier Basen um die mRNA zu verschlüsseln, Cytosin(C), Urazil(U), Pyrimidine
Adenin(A), Guanin(G), Purine
- bei einer Codierung der Aminosäure mit nur einer Base wäre eine Codierung von nur vier
Aminosäure möglich
- es gibt aber insgesamt 20 Aminosäuren

Glycin	(Gly)	Methionin	(Met)
Alanin	(Ala)	Tryptophan	(Try)
Valin	(Val)	Tyrosin	(Tyr)
Leucin	(Leu)	Asparaginsäure	(Asp)
Isoleucin	(Ile)	Asparagin	(Asn)
Phenylalanin	(Phe)	Glutaminsäure	(Glu)
Prolin	(Pro)	Glutamin	(Gln)
Serin	(Ser)	Lysin	(Lys)
Threonin	(Thr)	Arginin	(Arg)
Cystein	(Cys)	Histidin	(His)

- wenn man nun zwei Basen als Einheit betrachtet würde man 4² =16 Möglichkeiten erhalten
AA, AU, AC, AG, UA, UU, UC, UG, CA, CU, CC, CG, GA, GU, GC, GG Dupletts dies
reicht aber nicht aus
- es muss also einen Verbund von 3 Basen geben, um die 20 Aminosäuren zu codieren
wenn man 3 Basen verwendet gibt 4³= 64 Möglichkeiten und bildet ein Triplett, ein solches
Triplett wird als Codon bezeichnet
- mit Hilfe von 61 Codonen werden diese 20 Aminosäuren verschüsselt
- die restlichen 3 Codone UAA (ochre), UAG (amber), UGA (opal) sind Stopp - od.
Nonsenscodone und führen zu Abbruch des Lesens der mRNA
- den Anfang einer jeden mRNA ist das Startcodon AUG oder GUG bei Prokaryoten,
welches das N - Formyl - Methionin verschlüsselt, das GUG ist damit zweideutig es ver -
schüsselt in der Genmitte das Valin, das AUG in der Genmitte das Methionin

erste Position (5’ - Ende)		zweite	Position		dritte Position (3’ - Ende)
	U	C	A	G
U	Phe Phe Leu Leu	Ser Ser Ser Ser	Tyr Tyr Stop Stop	Cys Cys Stop Trp	U C A G
C	Leu Leu Leu Leu	Pro Pro Pro Pro	His His Gln Gln	Arg Arg Arg Arg	U C A G
A	Ile Ile Ile Met	Thr Thr Thr Thr	Asn Asn Lys Lys	Ser Ser Arg Arg	U C A G
G	Val Val Val Val	Ala Ala Ala Ala	Asp Asp Glu Glu	Gly Gly Gly Gly	U C A G

- der Genetische Code weißt folgende Eigenschaften auf erst ist degeneriert, d.h. die meisten
Aminosäuren sind durch mehrere Codone verschlüsselt, ihre Synonym - Codone)
- lediglich zwei Aminosäuren (Met, Trp) werden nur durch je ein Codon bestimmt
- 10 Aminosäuren (Phe, Try, His, Gln, Asn, Lys, Asp, Glu, Cys, Ser werden durch je zwei
Synonymtripletts codiert
- Ile wird mittels drei Codonen festgelegt
- 5 Aminosäuren (Pro, Thr, Val, Ala, Gly) werden durch je 4 Synonym - Codone bestimmt
- 3 Aminosäuren (Leu, Ser, Arg) werden durch je 6 Tripletts codiert
- diese Degeneration des genetischen Codes ist nicht zufällig, denn es zeigt sich das die ersten
beiden Positionen gleich sind, nur in der dritten Position unterschiedliche Basen
- bei der 2 - Synonym Gruppe ist an der 3. Position ein jeweils nur ein Pyrimidin oder ein Purin
z.B. Phe mit Urazil und Cytosin od. Glu mit Adenin und Guanin
- bei den 4 - Synonym - Codonen ist an der dritten Stelle beides möglich sowohl Purin als auch
Pyrimidine, z.B. Alanin das dritte Nucleotid A, U, G, C,
- dies lässt darauf schließen das die Tripletts in der Frühstadien der Lebensentwicklung nur auf
den ersten beiden Positionen gelesen wurden, erst später wurde die dritte Position beim lesen
mit einbezogen
- eine weitere Eigenschaft ist die Universalität, das heißt das eine Aminosäure immer durch die
gleiche Nucleotidsequenz bei allen Organismen bestimmt ist, es gibt nur sehr geringe
Abweichungen, dadurch kann man schlußfolgern das alle Organismen aus einer Vorstufe
entstanden sind
- zu den Eigenschaften gehört auch die Kommafreiheit, das bedeutet es werden die Codone
ohne Unterbrechung gelesen, ohne das sie irgendwie voneinander abgegrenzt sind, dies
fordert einen genauen Lesevorgang um Fehler bei Proteinsynthese zuvermeiden
- weiterhin ist der genetische Code nicht überlappend, d.h. das aller drei Nucleotide ein neues
Protein angelagert wird bei der Proteinsynthese
- Gene sind funktionell in linearer aufeinanderfolgende Abschnitte der DNA od. RNA, sie ent -
halten die Informationen für biologisch aktive Polypeptide
- ein Gen hat eine Promotor - Region welche 50 Nucleotide umfasst, dabei ist 50 negativ, d.h.
es wird von - 50 aufwärts gezählt
- vom - 38 bis zum - 28 ist die " - 30 - Region" RNA - Polymerase - Erkennungsregion, von - 13 bis
zum 7 - die " - 10 - Region" RNA - Polymerase - Anheftungsregion, dann folgt eine Region mit
dem Transcriptionsstart bis zum 28 Nucleotid, ab dem 29. die erste Aminosäure Met
- Allel sind allelomorphe Gene, d. h. sind verschiedene Zustandsformen, Nucleotidsequenzen
eines Genes, sie befinden sich in homologen Chromosomen am gleichen Genort

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