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Genetik: Doppeldeutiger genetischer Kode

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Ein mariner Einzeller kann mit derselben Genvorschrift zwei unterschiedliche Aminosäuren in ein Protein einbauen. Damit widerlegt der Organismus ein zentrales Dogma der Biochemie: die Universalität des genetischen Kodes.

Normalerweise kodiert eine Abfolge von drei genetischen Buchstaben im Erbgut für eine bestimmte Aminosäure, welche die Zelle in ein neu entstehendes Protein einbaut. Jede Dreiersequenz, Codon genannt, lässt sich also eindeutig in eine Aminosäure übersetzen. Dieser genetische Kode gilt – bis auf wenige Ausnahmen – universell für alle Organismen.

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Euplotes crassus | Weist eine ungewöhnliche Genkodierung auf: Euplotes crassus
Eine schon länger bekannte Ausnahme ist das Wimperntierchen Euplotes crassus: Das Triplett Uracil-Guanin-Adenin (kurz UGA) fungiert nicht, wie bei allen anderen Organismen, als Stoppcodon, das den Abbruch der Proteinsynthese bewirkt, sondern als Einbaubefehl für die Aminosäure Cystein.

Doch auch von dieser Ausnahme gibt es eine Ausnahme, hat die Arbeitsgruppe von Vadim Gladsyhev von der University of Nebrasca in Lincoln festgestellt. Mitunter baut der Einzeller beim UGA-Codon die Aminosäure Selenocystein ein, die Selen statt Schwefel enthält.

Wie die Forscher herausfanden, sorgt eine kurze Schleife in der vom Gen abgelesenen Boten-RNA für den Austausch: Steht dieses so genannte Secis-Element (selenocysteine insertion sequence) am Ende des RNA-Strangs, baut die Zelle bei einem der letzten der vorkommenden UGA-Codons Selenocystein statt Cystein ein. Die Position von Secis legt also fest, für welche Aminosäure ein und dasselbe Codon in einem Gen kodiert.

Diese Doppeldeutigkeit war hier bislang unbekannt. Die Forscher vermuten, dass auch andere Organismen den universellen genetischen Kode unterlaufen könnten. (aj)

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