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Kompaktlexikon der Biologie: genetischer Code

genetischer Code, die für die Umsetzung der genetischen Information erforderliche Zuordnung der Basensequenz der DNA (Desoxyribonucleinsäure) zu den 20 in Proteinen vorkommenden Aminosäuren.

Der genetische Code basiert auf der Umsetzung von linear auf der DNA angeordneten Basentripletts, den so genannten Codons (Leseraster). Von den 64 Möglichkeiten, nach denen die vier Nucleotide der DNA miteinander kombiniert werden können, codieren 61 Codons für Aminosäuren. Die restlichen drei sind als Stopcodons für die Termination der Translation verantwortlich ( vgl. Abb. ). Die Tatsache, dass die meisten Aminosäuren durch mehrere Codons codiert werden, wird als Degeneration bezeichnet. Dabei ist die Variabilität der Basentripletts nicht beliebig, sondern folgt bestimmten Regeln (Wobble-Hypothese).

Die Aufklärung des g.C. erfolgte in den 1960er-Jahren in den Arbeitsgruppen von M. W. Nirenberg und H. G. Khorana. Ihnen gelang es, mittels in-vitro-Translation eine synthetische messenger RNA, die nur aus Uracil bestand, in ein Polypeptid zu translatieren, das nur aus Phenylalanin aufgebaut war. Damit war der Beweis erbracht, dass das Codon UUU für diese Aminosäure codiert. Weitere Experimente mit Bakteriophagen bestätigten die Entdeckung dieses und weiterer Codons. Außerdem konnte die Kolinearität der DNA-Sequenz des Gens mit der Aminosäuresequenz des Proteins nachgewiesen werden. Weitere Merkmale des g.C. sind ferner, dass die Codons nicht überlappen und ohne dazwischen liegende Trennelemente „kommafrei“ abgelesen werden. Durch Mutationen können die Nucleotide selbst bzw. ihre Abfolge so verändert werden, dass es zu Abweichungen vom ursprünglichen g.C. kommt (Genmutation).

Von wenigen Ausnahmen abgesehen, die bei Mitochondrien, Plastiden (Plastiden-DNA), einigen Mikroorganismen und Einzellern nachgewiesen wurden, ist der g.C. bei allen Lebewesen identisch. Die Universalität des g.C. ermöglicht es folglich, dass Gene zwischen unterschiedlichen Organismen übertragen werden können. Gentransfer zwischen Organismen derselben oder einer anderen Art findet natürlich statt und wird in der Gentechnik eingesetzt.



genetischer Code: Die Code-Sonne wird von innen (5') nach außen (3') gelesen und ordnet den jeweiligen Basentripletts (Codons) der messenger RNA eine Aminosäure oder ein Stopp-Codon zu. A = Adenin, C = Cytosin, G = Guanin, U = Uracil

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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