Genetic Code – DNA, RNA and the Genetic Code

00:01 Der genetische Code ist nun die Anleitung, mit der die Informationen in der Sequenz der Botenstoff- RNA, in eine Sequenz von Aminosäuren umgewandelt und Aminosäuren dann in ein Protein umgewandelt werden. Sie können auf dem Bildschirm den genetischen Code sehen. Der genetische Code ist in drei Basensequenzen geschrieben. Sie können hier zum Beispiel sehen, die erste Base ist U, die zweite Base ist U und die dritte Base ist U, es entspricht einem UUU und wie man sieht würde dies dem Ribosom sagen, dass dies eine Stelle ist, an der man ein Phenylalanin einbauen kann. Wenn also das Ribosom die messenger-RNA (mRNA) übersetzt, bewegt es sich die messenger-RNA hinunter, drei Basen auf einmal, suchen und lesen diese Sequenz und setzen dann die entsprechende Aminosäure während des synthetischen Prozesses ein.

00:52 Der genetische Code ist sehr interessant. Wenn wir über den genetischen Code nachdenken, denken wir über irgendein Geheimnis nach und natürlich ist es kein Geheimnis, wir kennen den genetischen Code seit den frühen 1960er Jahren, aber die Information im genetischen Code sagt, wie die Proteine hergestellt werden.

01:08 Wie ich bereits erwähnt habe, besteht der Code für die Codons, die in der messenger-RNA zu finden sind, aus drei Basen- Sequenzen. Da es drei Basen gibt und jede Base vier Möglichkeiten hat, ist die mögliche Anzahl der Codons also vier hoch 3 und das entspricht 64 Codons. Nun, wir wissen, dass wir keine 64 Aminosäuren haben, wir haben 20 Aminosäuren, was bedeutet, dass, wie Sie auf der letzten Folie gesehen haben, einige Aminosäuren durch mehr als ein Codon spezifiziert sind. Und wenn mehr als ein Codon spezifiziert ist, nennt man dies Redundanz.

01:43 Redundanz kann wichtig sein, denn das bedeutet dass eine bestimmte Aminosäure mehr als eine Funktion haben kann, ein Codon. Wenn wir uns zum Beispiel Leucin ansehen, dann kann Leucin durch CUU, CUA kodiert werden, CUG oder CUC. Sie werden feststellen, dass es in jedem Fall mit einem CU beginnt und die dritte Base kann recht variabel sein. In diesem Fall könnte es jedes der vier Nukleotide sein. Das gilt jetzt nicht für alle Aminosäuren, aber wir wissen, dass bei der Betrachtung des genetischen Codes die dritte Base häufig variieren kann, ohne ohne dass dies eine Auswirkung darauf hat, welche Aminosäure kodiert wird. Wir bezeichnen diese Tendenz die dritte Base zu haben, als das, was man die Wobble-Hypothese nennt. Diese Wobble-Base ist nicht so wichtig wie die ersten beiden, um es zu spezifizieren.

02:31 Das bedeutet zum Beispiel, dass es bei einer Mutation in der dritten Base eines Codons weniger wahrscheinlich ist, Auswirkungen auf die Aminosäure zu haben, die tatsächlich spezifiziert.

02:42 Der genetische Code enthält auch etwas, das wir Interpunktion nennen. Interpunktion bedeutet, dass er Stellen hat, die dem Ribosom sagen: "Hier ist der Ort, an dem das Protein herzustellen ist und hier ist der Ort, an dem aufzuhören ist, das Protein herzustellen. Diese Interpunktion ist wichtig. Das Startcodon ist bekannt als AUG, das für die Aminosäure Methionin kodiert und Methionin dient fast immer als Startcodon, die Stelle, an der die Synthese eines Proteins beginnt. Stopp-Codons sind ziemlich wichtig.

03:15 Der genetische Code hat drei verschiedene Stoppcodons, UAA, UAG und UGA. Diese Stopp- Codons, wenn das Ribosom auf sie trifft, sagen dem Ribosom: "Hör auf Protein zu produzieren, lass los, was du gemacht hast und nimm dich selbst auseinander", und genau das passiert.

03:36 Der genetische Code ist auch deshalb interessant, weil er universell ist, was bedeutet, dass die Bakterien in meinem Darm, genau denselben Code verwenden, wie die Zellen in meiner Haut. Universell bedeutet, dass im Wesentlichen in allen biologischen Reichen derselbe Code verwendet wird. Es gibt kleinere Abweichungen von Ort zu Ort, aber im Wesentlichen wird überall derselbe Code verwendet.

04:04 Das erweist sich als sehr nützlich, denn wenn ich ein menschliches Protein synthetisieren möchte, z. B. in einer Bakterienzelle, dann muss ich einfach die menschliche kodierende Sequenz dafür nehmen, sie in eine Bakterienzelle einfügen, alles richtig einstellen und das Bakterium kann das Protein synthetisieren.

04:20 Das ist die Wurzel des Verfahrens, das in der Biotechnologie angewendet wird. Die letzte Sache über den genetischen Code ist, dass er tatsächlich 'gelesen' wird und das Lesen des genetischen Codes geschieht durch die Basenpaarung zwischen dem Anti-Codon der Transfer-RNA mit dem Codon im Ribosom. Wenn diese richtig übereinstimmen, weiß das Ribosom, dass dies die richtige Aminosäure ist und fügt es in das Protein ein. Wenn sie nicht übereinstimmen, wird die messenger-RNA herausgeschleudert, bis der Richtige kommt.