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Genetische Code- und RNA-Codon-Tabelle

Der genetische Code ist die Sequenz von Nukleotidbasen in  Nukleinsäuren  ( DNA  und  RNA ), die für  Aminosäureketten  in  Proteinen kodieren. Die DNA besteht aus den vier Nukleotidbasen: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). RNA enthält die Nukleotide Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil (U). Wenn drei kontinuierliche Nukleotidbasen für eine Aminosäure kodieren oder den Beginn oder das Ende der Proteinsynthese signalisieren  , wird der Satz als Codon bezeichnet . Diese Triplettsätze enthalten Anweisungen zur Herstellung von Aminosäuren. Aminosäuren sind miteinander verbunden, um Proteine ​​zu bilden.

 

Präparation des genetischen Codes

Codon-Tabelle.   Darryl Leja, NHGRI

 

Codons

RNA-Codons bezeichnen spezifische Aminosäuren. Die Reihenfolge der Basen in der Codonsequenz bestimmt die Aminosäure, die produziert werden soll. Jedes der vier Nukleotide in der RNA kann eine von drei möglichen Codonpositionen einnehmen. Daher gibt es 64 mögliche Codonkombinationen. Einundsechzig Codons spezifizieren Aminosäuren und drei (UAA, UAG, UGA) dienen als Stoppsignale , um das Ende der Proteinsynthese zu bezeichnen. Das Codon AUG kodiert für die Aminosäure Methionin und dient als Startsignal für den Beginn der Translation.

Mehrere Codons können auch dieselbe Aminosäure spezifizieren. Beispielsweise spezifizieren die Codons UCU, UCC, UCA, UCG, AGU und AGC alle die Aminosäure Serin. Die obige RNA-Codontabelle listet Codonkombinationen und ihre bezeichneten Aminosäuren auf. Wenn sich Uracil (U) in der ersten Codonposition befindet, Adenin (A) in der zweiten und Cytosin (C) in der dritten Tabelle, gibt die Codon-UAC beim Lesen der Tabelle die Aminosäure Tyrosin an.

 

Aminosäuren

Die Abkürzungen und Namen aller 20 Aminosäuren sind unten aufgeführt.

Ala: AlaninArg:  Arginin   Asn:  Asparagin   Asp: Asparaginsäure

Cys: Cystein   Glu:  Glutaminsäure   Gln:  Glutamin   Gly:  Glycin

Sein:  Histidin   Ile:  Isoleucin   Leu:  LeucinLys:  Lysin

Erfüllt:  Methionin   Phe: Phenylalanin  Pro:  ProlinSer:  Serin

Thr:  ThreoninTrp:  Tryptophan   Tyr:  Tyrosin   Val: Valin

 

Proteinproduktion

Transfer-RNA ist ein notwendiger Bestandteil der Translation, der biologischen Synthese neuer Proteine ​​gemäß dem genetischen Code.  ttsz / iStock / Getty Images Plus

Proteine ​​werden durch die Prozesse der DNA-Transkription und -Translation hergestellt. Die Informationen in der DNA werden nicht direkt in Proteine ​​umgewandelt, sondern müssen zuerst in RNA kopiert werden. Die DNA-Transkription ist der Prozess in der Proteinsynthese, bei dem genetische Informationen von DNA zu RNA transkribiert werden. Bestimmte Proteine, die als Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden, wickeln den DNA-Strang ab und ermöglichen es dem Enzym RNA-Polymerase, nur einen einzelnen DNA-Strang in ein einzelsträngiges RNA-Polymer namens Messenger-RNA (mRNA) zu transkribieren. Wenn RNA-Polymerase die DNA transkribiert, paart sich Guanin mit Cytosin und Adenin mit Uracil.

Da die Transkription im Zellkern stattfindet  , muss das mRNA-Molekül die Kernmembran passieren, um das Zytoplasma zu erreichen . Im Zytoplasma arbeiten mRNA zusammen mit Ribosomen und einem anderen RNA-Molekül namens Transfer-RNA zusammen, um die transkribierte Nachricht in Ketten von Aminosäuren zu übersetzen. Während der Translation wird jedes RNA-Codon gelesen und die geeignete Aminosäure durch Transfer-RNA zur wachsenden Polypeptidkette hinzugefügt. Das mRNA-Molekül wird weiter translatiert, bis ein Terminations- oder Stoppcodon erreicht ist. Sobald die Transkription beendet ist, wird die Aminosäurekette modifiziert, bevor sie zu einem voll funktionsfähigen Protein wird.

 

Wie Mutationen Codons beeinflussen

Drei Arten von Punktmutationen umfassen stille, unsinnige und Missense-Mutationen. Jonsta247 / Wikimedia Commons. CC BY-SA 4.0 

Eine Genmutation  ist eine Veränderung der Sequenz von Nukleotiden in der DNA. Diese Änderung kann ein einzelnes Nukleotidpaar oder größere Segmente eines Chromosoms betreffen  . Das Ändern von Nukleotidsequenzen führt am häufigsten zu nicht funktionierenden Proteinen. Dies liegt daran, dass Änderungen in den Nukleotidsequenzen die Codons ändern. Wenn die Codons geändert werden, sind die Aminosäuren und damit die synthetisierten Proteine ​​nicht diejenigen, für die in der ursprünglichen Gensequenz codiert wurde.

Genmutationen können allgemein in zwei Typen eingeteilt werden: Punktmutationen und Basenpaarinsertionen oder -deletionen. Punktmutationen verändern ein einzelnes Nukleotid. Basenpaarinsertionen oder -deletionen ergeben sich, wenn Nukleotidbasen in die ursprüngliche Gensequenz eingefügt oder aus dieser entfernt werden. Genmutationen sind am häufigsten das Ergebnis von zwei Arten von Vorkommen. Erstens können Umweltfaktoren wie Chemikalien, Strahlung und ultraviolettes Sonnenlicht Mutationen verursachen. Zweitens können Mutationen auch durch Fehler bei der Zellteilung ( Mitose  und  Meiose. verursacht werden.

 

Wichtige Erkenntnisse: Genetischer Code

  • Der genetische Code ist eine Sequenz von Nukleotidbasen in DNA und RNA, die für die Produktion spezifischer Aminosäuren kodieren. Aminosäuren sind miteinander verbunden, um Proteine ​​zu bilden.
  • Der Code wird in Triplettsätzen von Nukleotidbasen gelesen, die als Codons bezeichnet werden und bestimmte Aminosäuren bezeichnen. Beispielsweise spezifiziert das Codon UAC (Uracil, Adenin und Cytosin) die Aminosäure Tyrosin.
  • Einige Codons repräsentieren Startsignale (AUG) und Stoppsignale (UAG) für die RNA-Transkription und Proteinproduktion.
  • Genmutationen können Codonsequenzen verändern und die Proteinsynthese negativ beeinflussen.

 

Quellen

  • Griffiths, Anthony JF et al. „Genetischer Code.“ Eine Einführung in die genetische Analyse. 7. Auflage. , US National Library of Medicine, 1. Januar 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21950/. 
  • „Einführung in die Genomik.“ NHGRI , www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics. 

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