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Biologie · Molekulare Genetik
Wie drei Basen der mRNA eine Aminosäure festlegen: 64 Codons, Start und Stopp, die Eigenschaften des Codes, das Lesen der Code-Sonne an einem Beispiel und die Leserasterverschiebung.
Je drei Basen der mRNA (ein Codon) stehen für eine Aminosäure oder ein Stoppsignal. Das Leseraster bestimmt, wo die Dreiergruppen beginnen.
Zwei Basen ergäben nur 4² = 16 Kombinationen, zu wenig für 20 Aminosäuren. Drei Basen ergeben 4³ = 64 Codons. Davon codieren 61 Aminosäuren, drei sind Stopp: UAA, UAG, UGA (3 von 64, knapp 5 %).
AUG ist das übliche Start-Codon und codiert Methionin. Die Stopp-Codons codieren keine Aminosäure, Release-Faktoren (Freisetzungsfaktoren) erkennen sie, keine tRNA.
| Eigenschaft | Bedeutung | Merkhilfe |
|---|---|---|
| Triplett | 3 Basen = 1 Codon | Wort aus drei Buchstaben |
| eindeutig | 1 Codon = 1 Aminosäure |
| degeneriert | 1 Aminosäure = oft mehrere Codons | Synonyme |
| kommafrei, nicht überlappend | Basen nur in einem Codon, keine Lücken | Text ohne Leerzeichen |
| nahezu universell | bei fast allen Lebewesen gleich | Ausnahme: Mitochondrien |
Dank der Universalität bauen Bakterien mit menschlicher DNA menschliches Insulin. Nur Methionin (AUG) und Tryptophan (UGG) haben ein einziges Codon, Leucin hat sechs.
Codons derselben Aminosäure unterscheiden sich meist nur in der dritten Base: Valin ist GUU, GUC, GUA oder GUG. Grund ist die Wobble-Paarung: Die dritte Base paart locker mit dem Anticodon der tRNA, sodass eine tRNA mehrere Codons erkennt. Eine Änderung dort bleibt oft still.
In der Code-Sonne liest du von innen nach außen: Der innere Ring ist die erste Base, der mittlere die zweite, der äußere die dritte. Die mRNA liest du von 5' nach 3', ab dem ersten AUG. Beispiel: 5'-AUG GGC AAA UGG UAA-3'.
| Codon | Bedeutung |
|---|---|
| AUG | Start, Methionin |
| GGC | Glycin |
| AAA | Lysin |
| UGG | Tryptophan |
| UAA | Stopp |
Das Start-Codon legt das Leseraster fest. Fehlt eine Base oder kommt eine hinzu, verschiebt sich das Raster ab dort, und es folgen falsche Aminosäuren oder ein früher Stopp. Das ist ein Frameshift.
Er tritt nur auf, wenn die Zahl der eingefügten oder fehlenden Basen nicht durch 3 teilbar ist. Fehlen drei Basen, bleibt das Raster, und es fehlt meist nur eine Aminosäure, eine benachbarte kann sich ändern.
Eine stille Mutation tauscht dagegen eine Base, ohne Aminosäure oder Raster zu ändern. → Ausführlich in: Mutationen.
→ Ausführlich in: Proteinsynthese
Interaktives Modell
Deine AufgabeWähle nacheinander die drei Mutationen: Bei welcher bleibt das Protein gleich, und warum verändert eine einzige eingefügte Base alle folgenden Aminosäuren?
