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Die Proteinbiosynthese

Der genetische Code 

Wie wird die Aminosäurensequenz eines Proteins durch die Basenabfolge der mRNA codiert?

Informationen werden durch bestimmte Zeichen übermittelt, die für sich allein oder als Zeichenfolge eine Bedeutung haben. Das System der Elemente, welches für Übermittlungen von Anweisungen benutzt wird, nennt man Code. Zum Vergleich haben wir das binäre Codesystem und das Morsealphabet genommen. Den Sinn der Information erschließt man aus der Sequenz, d. h. im Fall der DNA aus der Reihenfolge der verschiedenen Basen.

Proteine bestehen aus einer bestimmten, aber unterschiedlichen Reihenfolge von meist 20 verschiedenen Bausteinen, den Aminosäuren. Wenn jede einzelne organische Base Symbol für eine Aminosäure wäre, so könnten nur 4 Aminosäuren codiert werden. Bei 2 Basen gäbe es immerhin 16 Möglichkeiten, die jedoch noch immer nicht ausreichen 20 Aminosäuren zu codieren. Somit sind wir zu dem Entschluss gekommen, dass es 3 Basen sein müssen. Diese Dreierbasengruppen werden auch Tripletts genannt und ergeben 64 Möglichkeiten. Es ergibt zwar einen erheblichen Überschuss von Zeichen, aber es werden auf jeden Fall 20 Aminosäuren codiert.

Die Bedeutung der Tripletts wurde in den 60er Jahren erwiesen.

Der Tabelle (s. u.) kann man entnehmen, dass AUG das Start-Codon ist - Beginn der Aminosäurenkette UAA, UGA und UAG sind die jeweiligen Stop-Codons - Ende der Kette; (Codon = mRNA-Triplett)

Alle Lebewesen besitzen den gleichen genetischen Code. Der genetische Code ist UNIVERSELL.

BI - 1

bi - 1

V E R E R B U N G

Tripletts der mRNA, die Begriffe für die 20 in Proteinen vorkommenden Aminosäuren sind.
Aminosäuren Relative Häufigkeit in %  mRNA - Tripletts
Alanin Ala 10,6 GCA GCC GCG GCU    
Leucin Leu 8,3 CUA CUA CUG CUU UUA UUG
Glycin Gly 7,9 GGA GGC GGG GGU    
Valin Val 7,6 GUA GUC GUG GUU    
Glutaminsäure Glu 6.0 GAA GAG        
Threonin Thr 5,8 ACA ACC ACG ACU    
Lysin Lys 5,5 AAA AAG        
Serin Ser 5,5 AGC AGU UCA UCC UCG UCU
Isoleucin Ile 5,1 AUA AUC AUU      
Asparaginsäure Asp 5,1 GAC GAU        
Asparagin Asn 5,0 AAC AAU        
Argenin Arg 5,0 AGA AGG CGA CGC CGG CGU
Glutamin Gln 4,8 CAA CAG        
Prolin Pro 4,6 CCA CCC CCG CCU    
Phenylalanin Phe 3,6 UUC UUU        
Tyrosin Tyr 2,6 UAC UAU        
Methionin Met 1,9 AUG          
Histidin His 1,9 CAC CAU        
Cystein Cys 1,7 UGC UGU        
Tryptophan Trp 1,5 UGG          
    100,0            

 

Erste Base Zweite Base Dritte Base
. U C A G .
U Phe Ser Tyr Cys U
U Phe Ser Tyr Cys C
U Leu Ser „Stop" „Stop" A
U Leu Ser „Stop" Trp G
C Leu Pro His Arg U
C Leu Pro His Arg C
C Leu Pro Gln Arg A
C Leu Pro Gln Arg G
A Ile Thr Asn Ser U
A Ile Thr Asn Ser C
A Ile Thr Lys Arg A
A Met (Start) Thr Lys Arg G
G Val Ala Asp Gly U
G Val Ala Asp Gly C
G Val Ala Glu Gly A
G Val Ala Glu Gly G

 

Link: Die experimentelle Entschlüsselung des genetischen Codes

 

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Victoria u. Alexander (9.10.2000)