Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

27 Vom Gen zum Merkmal – die Proteinsynthese M Arbeitsheft Seite 7, 8 Jeweils drei Basen bilden ein „Code-Wort“ Wie ist in der Basenabfolge der m-RNA der Bauplan für ein Protein (bzw. Poly­ peptid) verschlüsselt? Jeweils drei Basen bilden ein „Code-Wort“, das als Codon bezeichnet wird. Die entsprechenden Abschnitte auf dem komplementären (codogenen) Strang der DNA sind die Codogene (zB Codogen ACC/Codon UGG). Mit Ausnahme von UAG, UAA und UGA (siehe unten) steht jedes Codon für eine Aminosäure. Da es mit 4 3 = 64 Basendreiergruppen mehr Codons als Aminosäuren gibt, müssen verschiedene Codons die gleichen Aminosäuren bedeuten ( Redundanz des genetischen Codes). Marshall Nirenberg gelang es 1961 eine m-RNA herzustellen, die nur aus Uracil-Nukleotiden bestand. An den Ribosomen wurde mit dieser Information ein Protein gebildet, das nur aus der Aminosäure Phenylalanin bestand. Damit war klar: Das Codon UUU steht für die Aminosäure Phenylalanin. In weiteren Versuchen konnte Nirenberg alle 64 Codons zuordnen. Es stellte sich dabei heraus, dass das Codon AUG, das die Aminosäure Methionin codiert, immer den Anfangspunkt für die Übersetzung der m-RNA in ein Protein angibt (Startcodon). Die Codons UAG, UAA, UGA codieren keine Aminosäure, sondern sind das Signal für das Ende der Proteinsynthese (Stoppcodons). Mit der Codesonne lässt sich ablesen, welches Codon in welche Aminosäure übersetzt wird Die Codesonne ( Abb. 18) gibt von innen nach außen gelesen an, welches Codon der m-RNA welche Aminosäure codiert. Der genetische Code ist univer­ sell, das bedeutet, dass die einzelnen Codons bei allen Lebewesen die gleiche Bedeutung haben. Für die Entschlüsselung des genetischen Codes erhielt Marshall Nirenberg gemeinsam mit Robert William Holley und Har Gobind Khorana 1968 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.  Codon Die Summe der Codons wird als geneti- scher Code bezeichnet.  Redundanz redundare (lat.) = im Überfluss vorhan- den sein  Marshall Nirenberg (1927–2010); amerikanischer Biochemiker  Robert William Holley (1922–1993); amerikanischer Bio­ chemiker  Har Gobind Khorana (1922–2011); indisch-amerikanischer Biochemiker und Molekularbiologe Nachdem feststand, dass in der Basenabfolge der m-RNA der Bauplan für ein Protein verschlüs­ selt ist, erkannte man rasch, dass die verschiedenen Aminosäuren durch Basen-Dreiergruppen ver­ schlüsselt werden. Begründe die­ se Erkenntnis und überlege, ob es nicht auch mit einzelnen Basen oder Zweiergruppen von Basen funktionieren könnte. Selbst aktiv! Alanin Ala Cystein Cys Histidin His Methionin Met Threonin Thr Arginin Arg Glutamin Gln Isoleucin Ile Phenylalanin Phe Tryptophan Trp Asparagin Asn Glutaminsäure Glu Leucin Leu Prolin Pro Tyrosin Tyr Asparaginsäure Asp Glycin Gly Lysin Lys Serin Ser Valin Val 17  Proteinogene Aminosäuren (rechts jeweils die Abkürzung) 18  Codesonne (Leserichtung vom inneren Kreis zu den äußeren) Insulin ist ein Protein, das den Blutzuckerspiegel senkt. Im Fol­ genden ist die Basensequenz eines Ausschnittes des für die Produktion von Insulin verant­ wortlichen Gens dargestellt: 5’– GTAAAACCGCACCTTTG G GAGT­ CC–3‘ 1. Bestimme die Abfolge der Ami­ nosäuren in diesem Abschnitt. 2. Gib die Basensequenzen des Matrizenstranges und der m-RNA an. 3. Erörtere die Folgen, wenn die rot markierte Base durch Ade­ nin ersetzt würde. Selbst aktiv! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv