Codesonne auf StudySmarter lernen und verstehen

Codesonne

In diesem Artikel geht es um den genetischen Code und die Codesonne. Wir erklären dir, wie die Abfolge der Basen der DNA die Aminosäuresequenz eines Proteins bestimmt und wie du die Codesonne nutzt, um eine Basensequenz in eine Aminosäuresequenz zu übersetzen. 

Dieser Artikel gehört zum Fach Biologie und erweitert den Themenbereich Genetik. 

Die Proteinbiosynthese

Wie du sicher weißt, ist die Erbinformation von Lebewesen in deren DNA gespeichert. Genauer gesagt wird die Ausprägung verschiedenster Merkmale eines Lebewesens (wie zum Beispiel die Farbe deiner Augen) durch bestimmte DNA-Abschnitte bestimmt. Diese DNA-Abschnitte nennt man Gene. Die Basenfolge dieses DNA-Abschnitts bildet eine Art „Bauplan“ für ein ganz bestimmtes Enzymprotein. Dieses Enzymprotein steuert dann verschiedene Reaktionen im Körper, die zu der Ausprägung eines Merkmals führen.

Wie anhand der Basenfolge der DNA ein Protein entsteht, beschreibt die Proteinbiosynthese. Sie besteht aus zwei Phasen: Transkription, das „Umschreiben“ der genetischen Information in ihre Transportform und Translation, das „Übersetzen“ der Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins. 

Abb. 1: Umsetzung genetischer Information

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.71

Wie genau die Abfolge von Basen in der DNA den Aufbau eines Proteins bestimmt und wie du die Codesonne benutzt, erfährst du im Folgenden.

IMPORTANT TO KNOW

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Wie funktioniert der genetische Code?

Drei aufeinanderfolgenden Basen der DNA, auch Triplett oder Codon genannt, codieren für eine Aminosäure. Das bedeutet, dass eine bestimmte Abfolge von drei Basen genau einer Aminosäure zuzuordnen ist. Da vier verschiedene Basen in der DNA vorkommen (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin), ergeben sich somit 64 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten.

Stopcodons

Drei der Codons sind sogenannte Stopcodons: Sie codieren für keine Aminosäure, sondern bilden ein Signal für das Ende der Translation. Die restlichen 61 Codons codieren für die 20 verschiedenen Aminosäuren. Fast jede Aminosäure wird also von mehr als einem Codon codiert, der genetische Code ist degeneriert. 

Startcodons

Außerdem gibt es noch die Startcodons AUG und GUG: sie markieren den Beginn der Translation und codieren für die Aminosäuren Methionin (AUG) und Valin (GUG). Zwischen Start- und Stopcodon reihen sich Codons direkt aneinander, der genetische Code ist kommafrei. Das bedeutet, dass es keine Zeichen gibt, die Codons voneinander trennen. Da es auch keine Überlappungen zwischen Codons gibt, ist dies nicht nötig. Die Codons 1-3 codieren für die erste Aminosäure des Proteins, die Codons 4-6 für die nächste, und so weiter. 

Außerdem ist der genetische Code universell. Das bedeutet, dass jedes Codon bei allen Lebewesen für die gleiche Aminosäure codiert (bis auf wenige Ausnahmen). Daher ist die Codesonne, die du später kennen lernst, fast universell anwendbar.

Wie liest man von der Codesonne ab?

Wie wird nun die Basensequenz der DNA in die Aminosäuresequenz des Proteins übersetzt? Diese Frage führt uns zu Transkription und Translation. Das „Übersetzen“ der Basensequenz geht nämlich nur über Umwege:

Zuerst findet die Transkription statt. Die Basensequenz der DNA wird auf ihre Transportform, die mRNA, umgeschrieben. Dabei entsteht ein RNA-Einzelstrang, dessen Basensequenz komplementär zu der des codogenen Strangs der DNA ist. Das heißt, dass die Basensequenz der mRNA der Basensequenz des anderen DNA-Strangs entspricht. Dieser Strang wird Codestrang genannt. Wichtig ist hierbei, dass in der RNA die Base Uracil anstatt Thymin vorkommt.

Die Basensequenz der mRNA wird schließlich durch Translation in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt. Die Codesonne zeigt uns, für welche Aminosäure ein bestimmtes Basentriplett codiert.

Abb. 2: Codesonne

aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1, S.75

Die Codesonne ist von innen nach außen zu lesen. Da die Translation immer in 5‘ --> 3‘-Richtung stattfindet, ist die Codesonne von innen nach außen ebenfalls in 5‘ --> 3‘-Richtung dargestellt. Anhand der Codesonne kannst du einfach überprüfen, für welche Aminosäure ein bestimmtes Codon codiert. Auch Start- und Stopcodons sind in der Codesonne dargestellt. 

Beispiel zum Ablesen von der Codesonne

Wir wollen die folgende Basensequenz des codogenen Strangs der DNA in die entsprechende Aminosäuresequenz eines Proteins übertragen. Dabei nehmen wir an, dass das Ablesen links beginnt.

Codogener Strang:        ACA AAA CTG AGG GCT TCT ATT

Der Codestrang der DNA ist komplementär zum codogenen Strang.

Codestrang:            TGT TTT GAC TCC CGA AGA TAA

Die Basensequenz der mRNA entspricht der des Codestrangs, Uracil ersetzt Thymin.

mRNA:             UGU UUU GAC UCC CGA AGA UAA

Aus der Codesonne lässt sich die Aminosäuresequenz ablesen:

Aminosäuresequenz:        Cys – Phe – Asp – Ser – Arg – Arg – Stopp

Beispiel aus: STARK: Abitur-Training - Biologie Band 1

Für welche Aminosäuren diese Abkürzungen stehen, kannst du der folgenden Tabelle entnehmen:

IMPORTANT TO KNOW

!! Achte bei Aufgaben wie dieser darauf, welcher DNA-Strang in der Angabe gegeben ist! Die Basensequenz der mRNA ist komplementär zu der des codogenen Strangs und gleich wie die Basensequenz des Codestrangs (mit der Ausnahme, dass in der RNA Uracil anstatt Thymin vorkommt) !!

Genetischer Code und Codesonne - das Wichtigste auf einen Blick!

• Ein Basentriplett oder Codon, also eine Abfolge von drei Basen, codiert eine Aminosäure.
  
  
• Der genetische Code ist kommafrei, es gibt keine Trennzeichen zwischen Codons.
  
  
• Codons überlappen sich gegenseitig nicht.
  
  
• Der genetische Code ist degeneriert, mehrere Codons können die gleiche Aminosäure codieren.
  
  
• Außerdem ist der genetische Code universell, also bei fast allen Lebewesen identisch.
  
  
• Zur Synthese eines Proteins wird nicht die DNA abgelesen, sondern die mRNA.
  
  
• Der mRNA-Einzelstrang ist komplementär zum codogenen Strang der DNA, bei der RNA wird die Base Thymin durch Uracil ersetzt.
  
  
• Die Codesonne hilft, die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins zu übersetzen. Sie wird von innen nach außen gelesen.

FERTIG! Jetzt kennst du die den genetischen Code, und weißt die Codesonne zu nutzen. Dies ist sehr wichtig zum Verständnis der Proteinbiosynthese, die in der Genetik von überragender Bedeutung ist. Artikel zu diesem und vielen weiteren Themen, Übungsaufgaben und hilfreiche Literatur findest du auf StudySmarter.