Genetischer Code und Genregulation bei Prokaryoten
Der genetische Code ist ein fundamentales System zur Verschlüsselung der genetischen Information in der DNA und RNA. Diese Information ist essentiell für die Proteinbiosynthese. Das System basiert auf Tripletts Codons, wobei jeweils drei aufeinanderfolgende Basen der mRNA für eine spezifische Aminosäure codieren.
Definition: Der genetische Code ist universell und gilt für nahezu alle Lebewesen. Von den 64 möglichen Tripletts 43 codieren 61 für die 20 verschiedenen Aminosäuren, während drei als Stopp-Codons fungieren UAA,UAG,UGA.
Die Eigenschaften des genetischen Codes sind präzise definiert: Er ist redundant, da mehrere Tripletts für dieselbe Aminosäure codieren können. Außerdem ist er kommafrei und nicht überlappend - jede Base ist ausschließlich Bestandteil eines einzigen Codons.
Die Genregulation bei Prokaryoten erfolgt nach dem Operon-Modell. Dieses komplexe System steuert die Genaktivität und umfasst mehrere wichtige Komponenten: Strukturgene, die Informationen für Enzyme oder Proteine enthalten, ein Regulatorgen zur Bildung des Repressorproteins, und den Operator als DNA-Schalter.
Beispiel: Bei der Substrat-Induktion mit Laktose wird der Prozess besonders deutlich: Ohne Laktose bindet der aktive Repressor an den Operator und verhindert die Enzymproduktion. Ist Laktose vorhanden, wird der Repressor inaktiviert, und die RNA-Polymerase kann die Gene für den Laktoseabbau ablesen.