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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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