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Der genetische Code ist die universelle Übersetzungsvorschrift, die Nucleotidsequenzen der mRNA in Aminosäuresequenzen von Proteinen übersetzt. Er basiert auf Basentripletts und zeichnet sich durch Redundanz sowie das Fehlen von Überlappungen aus.
Der genetische Code fungiert als biologisches Wörterbuch, das die Sprache der Nucleinsäuren (Nucleotide) in die Sprache der Proteine (Aminosäuren) übersetzt. Nachdem die DNA in mRNA transkribiert wurde, muss diese Information nun präzise interpretiert werden, um funktionelle Proteine zu bauen.
Die kleinste Informationseinheit des Codes ist das Codon, auch Basentriplett genannt. Ein Codon besteht aus drei aufeinanderfolgenden Nucleotiden. Da es vier verschiedene Basen (A, U, G, C) gibt, ergeben sich mathematisch 4 hoch 3, also 64 mögliche Kombinationen. Diese Vielfalt ist notwendig, um die 20 proteinogenen Aminosäuren eindeutig zu kodieren.
Ein zentrales Merkmal ist, dass der Code degeneriert (oder redundant) ist. Das bedeutet, dass fast alle Aminosäuren durch mehrere verschiedene Codons verschlüsselt werden können. Dies dient als Schutzmechanismus: Punktmutationen an der dritten Stelle eines Codons (Wobble-Position) führen oft nicht zu einer Änderung der eingebauten Aminosäure (stille Mutation).
Der genetische Code ist zudem nicht-überlappend. Das bedeutet, dass ein Nucleotid immer nur Bestandteil eines einzigen Codons ist. Die Zelle liest die mRNA wie einen Text ohne Leerzeichen: Ein Codon folgt direkt auf das nächste, ohne dass Nucleotide geteilt oder übersprungen werden. Man nennt dies auch kommalos.
Die Universalität des Codes besagt, dass fast alle Lebewesen – von Bakterien bis zum Menschen – denselben Code verwenden. Dies ist die Grundlage für die Gentechnik, da Bakterien so beispielsweise menschliches Insulin produzieren können. Es gibt nur sehr wenige Ausnahmen, etwa in Mitochondrien oder bei bestimmten Einzellern.
Jede Translation beginnt an einem spezifischen Punkt, dem Start-Codon. In der Regel ist dies die Sequenz AUG, welche gleichzeitig für die Aminosäure Methionin kodiert. Das Start-Codon legt das Raster (Reading Frame) fest, in dem die mRNA gelesen wird.
Um die Proteinsynthese zu beenden, gibt es drei Stop-Codons: UAA, UAG und UGA. Diese Codons kodieren für keine Aminosäure, sondern signalisieren dem Ribosom den Abbruch der Translation. Man kann sie sich wie den Punkt am Ende eines Satzes vorstellen.
Das korrekte Leseraster ist entscheidend. Wenn durch eine Mutation ein Nucleotid eingefügt oder gelöscht wird, verschiebt sich das gesamte Raster (Frameshift), wodurch ab dieser Stelle völlig falsche Aminosäuren eingebaut werden oder ein verfrühtes Stop-Codon entsteht.
