Theorie:
Der genetische Code
Die Informationsträger in der DNS sind die Basen. An jeder Position des DNS-Stranges kann eine der vier Basen stehen. Bei der Proteinsynthese wird eine Basenabfolge (auf der DNS) in eine Aminosäureabfolge (des Proteins) umgewandelt. Am einfachsten wäre es, wenn je eine Base für eine Aminosäure stehen würde. Allerdings gibt es \(20\) Aminosäuren und nur \(4\) Basen.
Wie können also \(20\) Aminosäuren mit nur \(4\) Basen kodiert werden?
Antwort: Es steht nicht eine Base für eine Aminosäure sondern eine Abfolge von je drei Basen für eine Aminosäure. Die Abfolge von drei Basen nennt man Basentriplett (auch Codon).
Wenn zum Beispiel auf der DNS die Abfolge "CGG" steht, so wird an dieser Stelle die Aminosäure Alanin an das entstehende Protein angefügt. "GTT" steht für "Glutanin" usw.
Durch vier Zustandsformen an drei Stellen ergeben sich 64 Möglichkeiten (angewandte Mathematik: 4³ =64). Da es in der Natur nur 20 Aminosäuren gibt, werden manche Aminosäuren durch mehrere Basen-Triplets bzw. Codons kodiert.
Codieren mit der Codierscheibe
Die Codierscheibe wird verwendet, wenn man zwischen der Basenabfolge der mRNS (= Nukleinsäure, die als Kopie der DNS ebenso Träger der DNS-Erbinformation ist) und der Aminosäure hin- und her kodieren möchte.
 Leserichtung der Codierscheibe: von innen (5') nach außen (3`) | Achtung bei Angaben der Aminosäure-Abkürzungen:
|
Will man wissen, für welche Aminosäure die Basensequenz der mRNS "UUA" steht, so liest man die Codierscheibe von innen (5'-Ende) nach außen (3'-Ende): Man sucht am innersten Ring das "U", am betreffenden mittleren Viertelkreis wieder das "U" und am schmalen äußeren Ring schließlich das "A". Ganz außen steht dann die Aminosäure, die von diesem Triplet kodiert wird; in diesem Falle das "Leucin".
Weitere Beispiele: GCA = Alanin / AGU = Serin / CUG = Leucin
Leserichtung der mRNS: von 5' nach 3'
Besonders wichtige Codons:
- UAG, UAA und UGA sind sogenannte Stop-Codons: An dieser Stelle hört die Proteinsynthese dieses Proteins auf.
- AUG kodiert für die Aminosäure Methionin und ist gleichzeitig das Start-Codon. Bei diesem Codon beginnt die Proteinsynthese jedes Proteins; das zu Beginn stehende Methionin wird am Ende des Prozesses wieder entfernt.
Die Codierscheibe kodiert von mRNS zu Aminosäure (Translation = Übersetzung). Wenn man von DNS zur Aminosäure kommen will, muss man zunächst die DNS ind die mRNS umschreiben bzw. transkribieren (siehe "Proteinsynthese-Transkription").
Beispiel:
DNS = "TTG" > mRNS = "AAC" > Aminosäure = Asparagin
In gleicher Weise kann von einer Aminosäuresequenz auf eine mögliche DNS Basensequenz zurückcodiert werden.
Wichtig!
Zum Kodieren zwischen mRNS Basensequenz und Aminosäuresequenz wird eine Codierscheibe verwendet.
Quellen:
Ruso, Bernhart. 2011. BIOLOGIE. Skriptum. Wien: Dr. Roland GmbH, 2011. 3.Auflage
http://www.fo-gy.de/download/Biologie/10.%20KLasse/
Leserichtung der mRNS: von 5' nach 3' - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Codon-Anticodon_pairing.svg