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Tutorial MenueVom Gen zum Protein - eine EinführungLerneinheit 2 von 3

Proteine und der genetische Code

Der genetische Code

Der genetische Code ist das Übersetzerhandbuch der Zelle. Die Art und Weise der Codierung ist für alle Lebewesen universell, d.h. fast alle Lebewesen verwenden die gleichen Basentripletts für die 20 proteinogenen Standard-Aminosäuren. Es gibt allerdings einige wenige Ausnahmen von der Universalität des genetischen Codes, so z.B. dass ein Stop-Codon UGA im mitochondrialen Genom die Aminosäure Tryptophan codiert.

Aus rein rechnerischen Gründen ist offensichtlich, dass eine Codierung mit zwei Nucleotiden nicht ausreichen würde, um die zwanzig proteinogenen Standard-Aminosäuren zu verschlüsseln - dafür sind mindestens drei Nucleotide notwendig (42 = 16; 43 = 64 mögliche Tripletts). Die in der Abbildung dargestellte so genannte Codon-Sonne zeigt den Zusammenhang zwischen Codon-Triplett und Aminosäure.

Abb.1

Im Innenkreis ist das jeweils erste Nucleotid des Tripletts angegeben, der mittlere Kreis zeigt das zweite und der Außenkreis entsprechend das letzte Nucleotid. Während die Aminosäure Tryptophan (Trp) nur von dem Codon UGG verschlüsselt wird, existieren für Leucin gleich sechs Codons.

Ist Ihnen der Drei-Buchstaben-Code für Aminosäuren bekannt? Hier können Sie nochmals nachlesen: Link zum Lernmaterial "Aminosäuren"

Start- und Stop-Codons

Von den 64 Codons des genetischen Codes ist nur ein Codon für den Beginn der Translation zuständig, nämlich das AUG, dem auf DNA-Ebene das ATG entspricht. Es gibt allerdings zwei Ausnahmen. GUG (eigentlich Valin) und UUG (eigentlich Leucin) können gleichfalls die tRNA für N-Formyl-methionin (fMet-tRNA) binden, so dass auch diese Codons zu einem N-terminalen fMet führen. Bei Prokaryonten ist ein AUG nur dann ein Start-Codon, wenn es Teil der Ribosomen-Bindungsstelle ist. Alle anderen AUG-Codons werden als kettenverlängerndes Methionin (Met) erkannt. Bei Eukaryonten wird nur das erste AUG nach dem modifizierten 5'-Ende der mRNA (5'-cap) als Start-Codon akzeptiert.

Von den 64 Codons des genetischen Codes sind insgesamt drei Codons für die Beendigung der Translation zuständig, UAG, UAA und UGA. In der Genetik bezeichnet man das UAG auch als "Amber-Codon" (nach dem Entdecker Bernstein), UGA als "Opal" und UAA als "Ochre".

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