Genetischer Code

Der genetische Code ist das Regelwerk, das die Information in der DNA in die Bausteine von Proteinen übersetzt. Er definiert, welche Aminosäuren basierend auf der Abfolge von Basentripletts (Codons) gebildet werden. Drei aufeinanderfolgende Basen in der DNA oder mRNA bilden ein Codon, das jeweils für eine spezifische Aminosäure codiert.

Eigenschaften des genetischen Codes

1. Redundanz und Degeneration: Der genetische Code ist redundant, was bedeutet, dass mehrere Codons für die gleiche Aminosäure codieren können. Diese Eigenschaft wird auch als Degeneration bezeichnet. Zum Beispiel codieren sowohl GAA als auch GAG für die Aminosäure Glutamat.
2. Universalität: Der genetische Code ist universell und gilt für nahezu alle Lebewesen, von Bakterien bis hin zu Menschen. Es gibt jedoch einige Ausnahmen, wie in den Mitochondrien, wo leichte Abweichungen vorkommen können.
3. Start- und Stopcodons: Das Startcodon AUG markiert den Beginn der Translation und codiert für die Aminosäure Methionin. Stopcodons wie UAG, UAA und UGA signalisieren das Ende der Proteinsynthese.

Der Weg vom Gen zum Merkmal

1. Transkription: Die DNA wird in mRNA umgeschrieben. Dabei wird das Thymin (T) der DNA in der mRNA durch Uracil (U) ersetzt.
2. Translation: Die mRNA wird in einem Ribosom in eine Aminosäuresequenz übersetzt. Dies geschieht, indem die Codons der mRNA mithilfe der Code-Sonne abgelesen werden.

Beispiel für die Codon-Ablesung

Nehmen wir an, die DNA-Sequenz lautet: GCA ATG TCG. Die komplementäre mRNA wäre: CGU UAC AGC. Anhand der Code-Sonne lassen sich die entstehenden Aminosäuren ablesen:

• CGU codiert für Arginin (Arg)
• UAC codiert für Tyrosin (Tyr)
• AGC codiert für Serin (Ser)

Mutationen und ihre Auswirkungen

Mutationen können die Basensequenz der DNA verändern und somit die resultierenden Proteine beeinflussen. Ein Beispiel ist die Frameshift-Mutation, bei der durch eine Deletion oder Insertion von Basen das Leseraster verschoben wird. Dies kann dazu führen, dass die gesamte nachfolgende Aminosäuresequenz verändert wird.

Fazit 

Der genetische Code ist das Fundament der Proteinbiosynthese und damit der Merkmalsausprägung. Seine Eigenschaften wie Redundanz und Universalität sowie die Bedeutung von Start- und Stopcodons sind entscheidend für die korrekte Übersetzung von genetischer Information in funktionale Proteine. Ein Verständnis dieses Codes ist nicht nur für die Genetik, sondern auch für die Biologie unerlässlich. 

Biologie-Insider-Tipp für deinen MedAT

Insider-Tipp von Max (MasterClass-Tutor)

Für den MedAT solltest du dir die drei Stopp-Codons und das Start-Codon, welches immer für Methionin codiert, merken. Auf keinen Fall empfehlen wir, die Code-Sonne auswendig zu lernen. Vielmehr ist es wichtig zu verstehen, wie sie funktioniert, was die Degeneration bedeutet und wie es zu stillen Mutationen oder Frameshift kommen kann. Natürlich solltest du auch wissen, wodurch Thymin in der…