Der genetische Code – entschlüsselt

Als Code bezeichnet man ein System von Zeichen, mit denen eine Information verschlüsselt, gespeichert und übertragen werden kann. In unserem Alltag sind wir überall von Codes umgeben, ja sogar der Text in deinem Bio-Buch ist nichts anderes als ein Code, in dem die Wörter in Form von Buchstaben verschlüsselt sind. Der wichtigste Code in unserem Leben ist wohl der genetische Code. Auch wenn uns das im Normalfall nicht bewusst ist.

Der lebenswichtigste Code

Das folgende Video zeigt den Aufbau des genetischen Codes und wie man ihn entschlüsselt:

Im genetischen Code ist die gesamte Erbinformation eines Lebewesens gespeichert. Die Gene als Informationseinheiten der DNA enthalten dabei die Anleitung für die Synthese von Proteinen. Die Abfolge der vier Basen Adenin, Thymin (bzw. Uracil in der mRNA), Guanin und Cytosin innerhalb eines Gens, also die Basensequenz, verschlüsselt die Aminosäuresequenz der Proteine.

Der Informationsfluss läuft allerdings nicht direkt von der DNA zum Protein, sondern über den Zwischenschritt der mRNA und der tRNAs.

Der Schlüssel: die Code-Sonne

Wie bei jedem Code gibt es auch hier einen Schlüssel. Und wenn man diesen Schlüssel kennt, ist der Code leicht zu knacken. In diesem Fall ist das die Code-Sonne. Mit diesem praktischen Werkzeug kann man ablesen, welche mRNA-Codons welche Aminosäuren codieren.

Genetischer Code - Code-Sonne

© STARK Verlag 2018

Die wichtigsten Eigenschaften des genetischen Codes:

  • Immer drei Basen codieren für eine Aminosäure, es handelt sich also um einen Triplettcode. Ein Basentriplett wird auch Codon genannt. Da es vier verschiedene Basen gibt, ergeben sich 4³, also 64 ver­schie­de­ne Co­dons.
  • Insgesamt müssen 20 verschiedene Aminosäuren codiert werden, aus denen ein Protein bestehen kann. Der genetische Code ist degeneriert. Das bedeutet, dass oft mehrere Codons für eine Aminosäure existieren. Die Aminosäure Arginin beispielsweise kann auf 6 verschiede Arten in der mRNA kodiert sein. Zudem gibt es neben dem Start-Codon mit der Aminosäure Methionin auch noch drei Stopp-Codons, damit klar ist, wo der Anfang und das Ende des Übersetzungsbereichs eines Gens sind.
  • Der Code ist zudem eindeutig, das heißt, dass ein Basentriplett immer für eine bestimmte Aminosäure steht.
  • Außerdem ist er komma- und überlappungsfrei. Die Basentripletts werden durch­ge­hend abgelesen. Es gibt keine Trennzeichen und auch keine Überlappungen zwischen den Codons.
  • Als letzte Eigenschaft ist er auch noch universell: Fast alle Organismen nutzen den gleichen genetischen Code, d.h., gleiche Tripletts codieren bei ihnen für die gleichen Ami­no­säuren. Das spricht dafür, dass alle Lebewesen einen gemein­sa­men Vorfahren hatten, von dem sie den Code geerbt haben.

Wie verwendet man die Code-Sonne?

Jetzt nochmal zurück zur Code-Sonne. Die ist nämlich echt sehr hilfreich, z. B. wenn du in einer Prüfung rausfinden sollst, welche Aminosäuresequenz sich aus einem bestimmten Erbgutabschnitt ergibt.

Z.B. könnte der nicht codogene DNA-Strang mit der Basensequenz G-C-T, A-A-T, G-C-C  der Ausgangspunkt der Aufgabe sein. Der codogene Strang hätte dann die Sequenz C-G-A, T-T-A, C-G-G. Von der DNA- kannst du die mRNA-Sequenz ableiten. Denk dabei daran, dass die Base Thymin durch Uracil ersetzt wird.

Jetzt kommt die Code-Sonne ins Spiel. Du musst sie von innen, also von 5‘, nach außen, also nach 3‘, lesen. Geht man von unserer mRNA-Sequenz aus, dann lässt sich ganz leicht die Aminosäuresequenz Alanin – Asparagin – Alanin ableiten.

Zusammenfassung

  • Der genetische Code umfasst die Erbinformation in Form von Genen.
  • Über die Zwischenschritte mRNA und tRNA wird die in der Basensequenz der DNA verschlüsselte Information in die Aminosäuresequenz der Proteine umgesetzt.
  • Der genetische Code ist ein Triplettcode, degeneriert, eindeutig, komma- und überlappungsfrei und zusätzlich auch noch universell.
  • Mithilfe der Code-Sonne kann man eine mRNA-Sequenz leicht in eine Aminosäuresequenz übersetzen und umgekehrt.

Wie der Körper den genetischen Code zur Herstellung von Proteinen einsetzt, siehst du hier

Translation – wie der Körper Proteine herstellt

Andy

Nachdem ich an mehreren Schularten als Lehrer tätig war, habe ich als Redakteur eine neue Aufgabe gesucht – und gefunden. Seit 2017 blogge ich für schultrainer.de über alle Themen, die mit Schule und Bildung zu tun haben. Vor allem möchte ich Schülern, Lehrern und Eltern den Spaß am Entdecken von Neuem (und auch Altem) näherbringen.

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