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. Wie du ihn entschlüsselst, verrät dir unser Beitrag.
Lernvideo zum genetischen 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.
Die wichtigsten Eigenschaften des genetischen Codes
Triplettcode
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.
Start- und Stopp-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.
Eindeutig
Der Code ist zudem eindeutig, das heißt, dass ein Basentriplett immer für eine bestimmte Aminosäure steht.
Komma- und überlappungsfrei
Außerdem ist der genetische Code komma- und überlappungsfrei. Die Basentripletts werden durchgehend abgelesen. Es gibt keine Trennzeichen und auch keine Überlappungen zwischen den Codons.
Universell
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.
Die Code-Sonne: der Schlüssel zum Entschlüsseln
Wie bei jedem Code gibt es auch hier einen Schlüssel. 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.
Wie verwendet man die Code-Sonne?
Jetzt nochmal zurück zur Code-Sonne. Die brauchst du, wenn du z.B. in einer Prüfung rausfinden sollst, welche Aminosäuresequenz sich aus einem bestimmten Erbgutabschnitt ergibt.
Ein Beispiel:
Der nicht codogene DNA-Strang mit der Basensequenz G-C-T, A-A-T, G-C-C ist Ausgangspunkt der Aufgabe. 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 nach außen, also von 5‘ 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.
