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Genetischer Code: Unterschied zwischen den Versionen

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Der '''Genetische Code''' beinhaltet die in der Natur vorkommenden kombinatorischen Regeln zur Bildung von [[Protein]]en. Grundlage für den Code sind die sog. [[Basentriplett]]s, welche jeweils für die[[ proteinogen]]en [[Aminosäure]]n codieren können.
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Neben den [[Codon]]s für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren, existieren in dem genetischen Code noch vier Codons welchen spezielle Aufgaben zukommen.
  
Neben den Codons für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren, existieren in dem genetischen Code noch vier Codons welchen spezielle Aufgaben zukommen.
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==Grundlegende Begriffe ==
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* [[Triplett]] (auch Codon genannt): Bezeichnung für eine Folge von 3 Purin bzw. [[Pyrimidinbase]]n im menschlichen Genom. Zum Beispiel "[[Adenin]] - [[Cytosin]] - Adenin", dieses Triplett würde bei der [[Translation]] die Aminosäure [[Threonin]] ergeben.
  
== Klärung einiger Begrifflichkeiten ==
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* Universeller Code: Der allen Proteinen zugrunde liegender Code, gilt, bis auf wenige Ausnahmen - z.B. in der mitochondrialen [[DNA]] - überall.
  
* [[Triplett]] (auch Codon genannt)
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* Codesonne: Ablesematrix mit der schnell, von einem bestimmten Codon ausgehend, die passende Aminosäure gefunden werden kann. Es existieren verschiedene Variationen dieser Darstellung des genetischen Codes.
Bezeichnung für eine Folge von 3 Purin bzw. [[Pyrimidinbasen]] im menschlichen Genom. Zum Beispiel "[[Adenin]] - [[Cytosin]] - Adenin", dieses Triplett würde bei der [[Translation]] die Aminosäure [[Threonin]] ergeben
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* Universeller Code
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* Degenerierter Code: Es gibt viel mehr Kombinationsmöglichkeiten für die Codons, als Aminosäuren. Die Kodierung von einer Aminosäure durch mehrere Codons fasst man unter der Bezeichnung "Degenerierter Code" zusammen.
Der allen Proteinen zugrunde liegender Code, gilt, bis auf wenige Ausnahmen z.B. in der mitochondrialen [[DNA]] überall
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* Codesonne
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Ablesematrix mit der schnell von einem bestimmten Codon ausgehend, die passende Aminosäure gefunden werden kann. Es existieren verschiedene Variationen dieser Darstellung des genetischen Codes.
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== Eigenschaften ==
 
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Der genetische Code basiert auf Tripletts, welche für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren kodieren. Der reinen mathematischen Kombinatorik folgend ergeben sich '''4<sup>3</sup> = 64''' mögliche Tripletts.
  
Der genetische Code basiert auf Tripletts, welche für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren codieren. Der reinen mathematischen Kombinatorik folgend ergeben sich '''4<sup>3</sup> = 64''' mögliche Tripletts.  
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Da nur 20 bzw. 21 Aminosäuren kodiert werden müssen, kodieren bis zu sechs Tripletts für je eine Aminosäure.  
  
Da nur 20 bzw. 21 Aminosäuren codiert werden müssen, codieren bis zu sechs Tripletts für je eine Aminosäure.
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Beispiel [[Serin]] für vier Codons:
 
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* UCU
Beispiel [[Phenylalanin]] für vier Codons:
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Beispiel [[Phenylalanin]] für zwei Codons:
 
*UUU
 
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*UUC
 
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Beispiel [[Tryptophan]] für nur ein Codon:
 
Beispiel [[Tryptophan]] für nur ein Codon:
 
*UGG
 
*UGG
  
Aufgrund dieser größeren Kombinationsbreite ist der genetische Code auch weniger anfällig für Fehler. So führt ein Austausch der dritten Base in den Codons für Phenylalanin nicht zu einer anderen Aminosäure. (siehe auch [[Wobble-Theorie]])
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Aufgrund dieser größeren Kombinationsbreite ist der genetische Code auch weniger anfällig für Fehler. So führt ein Austausch der dritten Base in den Codons für Phenylalanin nicht zu einer anderen Aminosäure (siehe auch: [[Wobble-Theorie]]).
  
 
== Besondere Codons ==
 
== Besondere Codons ==
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*[[Stopcodon]]: Die Stopcodons (UAA, UAG, UGA) kodieren für keine Aminosäuren. Sie sind während der [[Translation]] das Signal zum Beenden der [[Proteinbiosynthese]] und führen zur Dissoziation des Translationskomplexes von der [[mRNA]].
  
*Stopp Codons
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* [[Startcodon]]: Das Codon AUG kodiert für die Aminosäure [[Methionin]], fungiert aber auch gleichzeitig als Startpunkt für die Translation an den [[Ribosom]]en. So beginnt jede Translation mit diesem Startcodon AUG, allerdings weist das fertige Protein nicht zwangsweise Methionin als erste Aminosäure auf.
Die Stopp Codons (UAA, UAG, UGA) kodieren für keine Aminosäuren. Sie sind während der Translation das Signal zum beenden der [[Proteinbiosynthese]] und führen zur Dissoziation des Translationskomplexes von der [[mRNA]].
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* Start Codon
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In der posttranslationellen Modifizierung wird Methionin meist von dem fast fertigen Protein abgespalten. In einigen Fällen können übrigens in Prokaryonten alternative Startcodons vorkommen.
Das Codon AUG kodiert für die Aminosäure Methionin, fungiert aber auch gleichzeitig als Startpunk für die Translation an den [[Ribosom]]en. So beginnt jede Translation mit diesem Startcodon AUG, allerdings weist das fertige Protein nicht zwangsweise Methionin als erste Aminosäure auf.
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In der posttranslationellen Modifizierung wird Methionin meist von dem fast fertigen Protein abgespalten
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In einigen Fällen können übrigens in Prokaryonten alternative Startcodons vorkommen.
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== Selenocystein ==
 
== Selenocystein ==
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Die 21. Aminosäure, welche von Autoren meist getrennt von den übrigen 20 proteinogenen Aminosäuren genannt wird, wird in manchen Fällen durch das Stoppcodon UGA kodiert.
  
Die 21. Aminosäure, welche von Autoren meist getrennt von den übrigen 20 proteinogenen Aminosäuren genannt wird, wird in manchen Fällen durch das Stopp Codon UGA kodiert.
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Durch das Ausbilden einer, von der "normalen" Translation abweichenden [[Sekundärstruktur]] der [[mRNA]] wird das Stoppcodon als Signal für [[Selenocystein]] erkannt und diese seltene Aminosäure wird in das wachsende Protein eingebaut.
 
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Durch das Ausbilden einer, von der "normalen" Translation abweichenden [[Sekundärstruktur]] der mRNA wird das Stopp Codon als Signal für [[Selenocystein]] erkannt und diese seltene Aminosäure wird in das wachsende Protein eingebaut.
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Wenn kein weiterer Selenocysteinbaustein benöigt wird, wird das nächste Stopp Codon auch als solches erkannt und leitet die Termination der [[Translation]] ein.
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Wenn kein weiterer Selenocysteinbaustein benötigt wird, wird das nächste Stoppcodon auch als solches erkannt und leitet die Termination der Translation ein.
 
[[Fachgebiet:Biologie]]
 
[[Fachgebiet:Biologie]]
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[[Fachgebiet:Genetik]]
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[[Tag:AUG]]
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[[Tag:Codon]]
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[[Tag:DNA]]
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[[Tag:Genetischer Code]]
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[[Tag:Selenocystein]]
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[[Tag:Stopp Codon]]
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[[Tag:Triplett]]

Aktuelle Version vom 20. September 2017, 15:15 Uhr

Englisch: genetic code

1 Definition

Der genetische Code beinhaltet die in der Natur vorkommenden kombinatorischen Regeln zur Bildung von Proteinen. Grundlage für den Code sind die sog. Basentripletts, welche jeweils die proteinogenen Aminosäuren kodieren können.

Neben den Codons für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren, existieren in dem genetischen Code noch vier Codons welchen spezielle Aufgaben zukommen.

2 Grundlegende Begriffe

  • Universeller Code: Der allen Proteinen zugrunde liegender Code, gilt, bis auf wenige Ausnahmen - z.B. in der mitochondrialen DNA - überall.
  • Codesonne: Ablesematrix mit der schnell, von einem bestimmten Codon ausgehend, die passende Aminosäure gefunden werden kann. Es existieren verschiedene Variationen dieser Darstellung des genetischen Codes.
  • Degenerierter Code: Es gibt viel mehr Kombinationsmöglichkeiten für die Codons, als Aminosäuren. Die Kodierung von einer Aminosäure durch mehrere Codons fasst man unter der Bezeichnung "Degenerierter Code" zusammen.

3 Eigenschaften

Der genetische Code basiert auf Tripletts, welche für die 20 bzw. 21 proteinogenen Aminosäuren kodieren. Der reinen mathematischen Kombinatorik folgend ergeben sich 43 = 64 mögliche Tripletts.

Da nur 20 bzw. 21 Aminosäuren kodiert werden müssen, kodieren bis zu sechs Tripletts für je eine Aminosäure.

Beispiel Serin für vier Codons:

  • UCU
  • UCC
  • UCA
  • UCG

Beispiel Phenylalanin für zwei Codons:

  • UUU
  • UUC

Beispiel Tryptophan für nur ein Codon:

  • UGG

Aufgrund dieser größeren Kombinationsbreite ist der genetische Code auch weniger anfällig für Fehler. So führt ein Austausch der dritten Base in den Codons für Phenylalanin nicht zu einer anderen Aminosäure (siehe auch: Wobble-Theorie).

4 Besondere Codons

  • Stopcodon: Die Stopcodons (UAA, UAG, UGA) kodieren für keine Aminosäuren. Sie sind während der Translation das Signal zum Beenden der Proteinbiosynthese und führen zur Dissoziation des Translationskomplexes von der mRNA.
  • Startcodon: Das Codon AUG kodiert für die Aminosäure Methionin, fungiert aber auch gleichzeitig als Startpunkt für die Translation an den Ribosomen. So beginnt jede Translation mit diesem Startcodon AUG, allerdings weist das fertige Protein nicht zwangsweise Methionin als erste Aminosäure auf.

In der posttranslationellen Modifizierung wird Methionin meist von dem fast fertigen Protein abgespalten. In einigen Fällen können übrigens in Prokaryonten alternative Startcodons vorkommen.

5 Selenocystein

Die 21. Aminosäure, welche von Autoren meist getrennt von den übrigen 20 proteinogenen Aminosäuren genannt wird, wird in manchen Fällen durch das Stoppcodon UGA kodiert.

Durch das Ausbilden einer, von der "normalen" Translation abweichenden Sekundärstruktur der mRNA wird das Stoppcodon als Signal für Selenocystein erkannt und diese seltene Aminosäure wird in das wachsende Protein eingebaut.

Wenn kein weiterer Selenocysteinbaustein benötigt wird, wird das nächste Stoppcodon auch als solches erkannt und leitet die Termination der Translation ein.

Korrekt. Ist gefixt und ergänzt. Danke für den Hinweis.
#2 am 20.09.2017 von Dr. Frank Antwerpes (Arzt | Ärztin)
Die Basentripletts UUA und UUG codieren für die Aminosäure Leucin laut Müller-Esterl Biochemie und anderen Standardwerken.
#1 am 18.09.2017 von Felix Prokein (Student/in der Humanmedizin)

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