How to Translate the Genetic Code

00:01 Wie gelangen wir von der Nukleotidsequenz zu der Aminosäuresequenz. Wie funktioniert die für die Übersetzung notwendige Dekodierung? Das ist der genetische Code der DNA.

00:22 Zunächst stoßen wir auf folgende Problematik: Wir haben zwanzig Aminosäuren, die kodiert werden müssen, aber nur vier verschiedene Basen.

00:33 Zunächst war bekannt, dass sowohl Proteine als auch Nukleinsäuren an der DNA-Struktur beteiligt sind.

00:41 Es gibt besipielsweise Histone, die mit Chromosomen verbunden sind.

00:46 Beide Strukturen sind am Aufbau beteiligt. Durch verschiedene Experimente wurde herausgefunden, dass Nukleinsäuren den genetischen Code bilden.

01:02 Wie kann aber eine DNA oder RNA bestehend aus den vier Basen A,C,G und U für Proteine kodieren, die zwanzig verschiedene Aminosäuren enthalten.

01:17 Ein Ein-Buchstaben-Code reicht dafür nicht aus. Vielleicht handelt es sich um einen Zwei-Buchstaben-Code? Aus den vier Basen könnten wir in diesem Fall 16 verschiedene Codons bilden. Es gibt allerdings 20 verschiedene Aminosäuren. Das funktioniert also nicht.

01:37 Betrachten wir stattdessen einen Code aus drei Buchstaben. Daraus können 64 Codons für Aminosäuren entstehen.

01:43 Das sind viel zu viele. Das ist aber trotzdem in Ordnung.

01:50 Wichtig ist die erforderliche Mindestanzahl an Codes, um alle Aminosäuren kodieren zu können.

01:58 So sind wir auf den genetischen Code gestoßen. Sechzig dieser Codons kodieren für Aminosäuren. Eins ist ein Startcodon. Drei weitere induzieren die Termination. Sie signalisieren also, wo das Ribosom an die messenger-RNA binden und mit der Translation beginnen soll und an welcher Stelle diese beendet werden und das Ribosom sich wieder ablösen soll.

02:24 Details dazu werden wir uns später ansehen. Wie lesen wir diesen Code? Wir lesen ihn in Codons von drei Buchstaben. In dieser Abbildung sehen Sie eine kreisförmige Darstellung. Häufig werden aber auch Tabellen verwendet. Wir betrachten zunächst den ersten Buchstaben. Wählen wir beispielsweise G. Darauf folgt eine Aufteilung für vier weitere Buchstaben, die an zweiter Stelle stehen können. Jedem dieser Buchstaben folgt eine Aufteilung in weitere vier Buchstaben. Diese stehen für den dritten Buchstaben des Codons einer spezifischen Aminosäure oder des Start- oder Stoppcodons.

02:53 Das ist der entschlüsselte genetische Code. Jedes Basentriplett kodiert für eine Aminosäure.

03:01 Offensichtlich gibt es aber zu viele Codons.

03:09 Der genetische Code ist zwar eindeutig und spezifisch.

03:15 Er ist allerdings degeneriert. Spezifisch bedeutet, dass jedes Codon für eine bestimmte Aminosäure kodiert.

03:22 Degeneriert bedeutet, dass es mehrere Möglichkeiten für eine Aminosäure gibt.

03:32 Einige Aminosäuren können durch mehr als ein Codon kodiert werden.

03:38 Obwohl der genetische Code spezifisch ist, ist eine gewisse Degeneration sichtbar, da mehrere Codons zur gleichen Aminosäure führen. Nun wissen wir, was der genetische Code ist.

03:55 Es stellt sich die Frage: Ist er wirklich universell? Es hat sich herausgestellt, dass der genetische Code bis auf eine Ausnahme universell ist. Mitochondrien haben ihren eigenen genetischen Code.

04:11 Er ist unserem genetischen Code weitgehend ähnlich, kleinere Änderungen führen aber dazu, dass einige Codons für andere Aminosäuren kodieren.

04:20 Abgesehen davon, kodieren bei allen Organismen die gleichen Codons für die gleichen Aminosäuren.

04:29 Der genetische Code ist somit ein großer Hinweis dafür, dass alle Lebewesen irgendwie miteinander verwandt sind.

04:35 Es handelt sich um eine gemeinsame Sprache, eine Übersetzung. Aus dem DNA-Code können wir messenger-RNAs erstellen und diese in Polypeptide übersetzen, die sich dann später zu Proteinen falten. Das war es auch schon.

04:50 In zukünftigen Vorlesungen werden wir uns mit den Besonderheiten der Transkription der Translation auseinandersetzen und betrachten, wie die Genexpression reguliert wird. Bis jetzt sollten Sie in der Lage sein, zwischen Transkription und Translation zu unterscheiden, die Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese zu diskutieren und verschiedene Funktionen der RNA aufzulisten. Diese werden wir uns noch viel detaillierter anschauen.

05:16 Zudem sollten Sie den genetischen Code beschreiben können. Nun sind wir bereit, fortzufahren.

05:22 Ich freue mich darauf, Sie bei der nächsten Vorlesung wiederzusehen.