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Begriffserklärung:
Der genetische Code ist die Form, in der die genetische Information in den Genen kodiert wird. Der Code verdeutlicht die Beziehung zwischen der linearen (Linearität ist die Eigenschaft einer mathematischen Beziehung oder Funktion, was bedeutet, dass sie grafisch als gerade Linie dargestellt werden kann) Sequenz von Basen in der DNA und der Sequenz von Aminosäuren in einem Protein. Da 20 Aminosäuren in der DNA (Desoxyribonukleinsäure ist ein Molekül, das die genetischen Anweisungen für Wachstum, Entwicklung, Funktion und Vermehrung aller bekannten lebenden Organismen und vieler Viren trägt) der vier verschiedenen Basen enthalten sind, ist keine 1:1-Konvertierung möglich. An der Bestimmung der einzelnen Aminosäuren müssen mindestens 3 aufeinanderfolgende Basen beteiligt sein. (42 = 16; 43 = 64). Diese Drillinge werden auch Codons genannt, in denen der genetische Code gelesen wird.
Experimente:
Nirenberg und Matthäi verwendeten ein Enzym (Enzyme sind makromolekulare biologische Katalysatoren), um eine mRNA herzustellen (Messenger-RNA ist eine große Familie von RNA-Molekülen, die genetische Informationen von der DNA zum Ribosom transportieren, wobei sie die Aminosäuresequenz der Proteinprodukte der Genexpression angeben), die nur Uracil enthalten (Uracil ist eine der vier Nukleoba
sen in der Nukleinsäure der RNA, die durch die Buchstaben A, G, C und U darge
stellt werden. Die anderen sind Adenin, Cytosin und Guanin) (U) als Basis. Sie fügten 20 verschiedene zellfreie Extrakte hinzu, die jeweils eine 14C-markierte Aminosäure enthalten. Die Ergebnisse zeigten, dass nur die Aufnahme von Phenylalanin (Phenylalanin ist eine α-Aminosäure mit der Formel) um das 1000fache gestiegen war. Das Codewort für Phe ist daher UUU. Durch den Einsatz anderer Trinukleotide konnte der Code relativ schnell entschlüsselt werden.
Experimente haben gezeigt, dass fast alle Aminosäuren durch mehrere Codons repräsentiert werden. Daher wird der Code als degeneriert bezeichnet. Von den 64 Codons sind 61 den 20 Aminosäuren zugeordnet und 3 stehen für STOP-Codons. Sie zeigen das Ende eines Gens an. Außerdem gibt es zwei Anfangscodons, die innerhalb des Codes für Aminosäuren stehen.
Wie wird der Code gelesen?
Die genetische Information wird von festen Ausgangspunkten aus gelesen. Nukleotide, die nichts mit der Proteinsynthese zu tun haben, befinden sich zwischen benachbarten Drillingen. Alle Nukleotide funktionieren in Drillingen, wobei benachbarte Codons nicht überlappen Sequentielle Drillinge überlappen Studien an Mikroorganismen und zellfreien Kulturen haben gezeigt, dass es einen Fall gibt, d.h. jedes Nukleotid (Nukleotide sind organische Moleküle, die als Monomereinheiten zur Bildung der Nukleinsäurepolymere DNA und RNA dienen, die beide essentielle Biomoleküle in allen Lebensformen der Erde sind) gehört zu einem einzigen Codon. Der genetische Code ist universell, d.h. in allen Organismen ist ein bestimmtes Codon (der genetische Code ist das Regelwerk, nach dem die im genetischen Material kodierte Information von lebenden Zellen in Proteine übersetzt wird) die gleiche Aminosäure (Aminosäuren sind organische Verbindungen, die Amino- und Carboxylgruppen enthalten, sowie eine für jede Aminosäure spezifische Seitenkette). Ausnahmen sind einige wenige Einzeller, die kleine Abweichungen aufweisen.
Ableserasterverschiebung:
Dabei handelt es sich um eine Mutation (ausgelöst durch Acridin (Acridin ist eine organische Verbindung und ein Stickstoffheterocyclus mit der Formel C13H9N)), die für das Einsetzen oder Entfernen einzelner Basen verantwortlich ist. Es verändert den Leserahmen komplett, so dass die gesamte Aminosäuresequenz des Proteins von der Mutationsstelle aus verändert wird. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass das Protein (Proteine sind große Biomoleküle oder Makromoleküle, die aus einer oder mehreren langen Ketten von Aminosäureresten bestehen) seine Funktion verlieren wird.