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Genetischer Code und Proteinbiosynthese einfach erklärt

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Genetischer Code und Proteinbiosynthese einfach erklärt

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Der genetische Code ist die in der DNA-Basensequenz verschlüsselte Information zur Bildung von Aminosäuresequenzen. Er besitzt sechs wichtige Eigenschaften des genetischen Codes: Triplett-Code, nahezu universell, eindeutig, degeneriert, kommafrei und nicht überlappend. Die Proteinbiosynthese umfasst die Prozesse der Transkription und Translation, bei denen die genetische Information in Proteine umgesetzt wird. Die DNA-Struktur und der Aufbau von Proteinen aus Aminosäuren sind grundlegend für das Verständnis dieser Vorgänge.

3.10.2021

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DER GENETISCHE CODE
was ist der genetische Code ?
Der genetische Code ist die in der Basensequenz
der DNA verschlüsselt vorliegende Informat

Aufbau und Struktur von Proteinen

Proteine sind komplexe Moleküle, die aus Grundbausteinen, den Aminosäuren, aufgebaut sind. Der Aufbau von Proteinen lässt sich in mehrere Ebenen unterteilen:

Aminosäuren: Diese bestehen aus einer Aminogruppe, einem zentralen C-Atom, einer Carboxylgruppe und einem variablen Rest. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren.
Peptidbindungen: Diese verbinden die einzelnen Aminosäuren zu Ketten. Bei der Bildung einer Peptidbindung wird ein Wassermolekül abgespalten.

Definition: Proteinbiosynthese ist der Prozess, bei dem Proteine an den Ribosomen hergestellt werden.

Die Struktur von Proteinen wird in vier Ebenen beschrieben:

Primärstruktur: Die Abfolge der Aminosäuren, die für jedes Protein einzigartig und genetisch festgelegt ist.
Sekundärstruktur: Die räumliche Anordnung des Moleküls, z.B. als α-Helix oder β-Faltblatt.
Tertiärstruktur: Der dreidimensionale Aufbau, stabilisiert durch verschiedene Bindungen wie Disulfidbindungen und Wasserstoffbrücken.
Quartärstruktur: Die Gesamtstruktur eines Proteins, bestehend aus zwei oder mehr Polypeptidketten.

Highlight: Proteine haben eine große funktionelle Vielfalt. Sie dienen als Enzyme, Baustoffe, zur Abwehr, als Transportproteine und vieles mehr.

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Aufbau und Struktur der DNA

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der genetischen Information. Ihre Struktur ist entscheidend für die Speicherung und Weitergabe dieser Information.

Grundbausteine der DNA sind Nukleotide, die aus drei Komponenten bestehen:

Desoxyribose (Zucker)
Phosphorsäure
Eine Base (Adenin, Guanin, Thymin oder Cytosin)

Vocabulary: Purinbasen (Adenin und Guanin) bestehen aus zwei Ringen, während Pyrimidinbasen (Thymin und Cytosin) nur einen Ring haben.

Die DNA-Struktur weist folgende Merkmale auf:

Zwei lange Zuckerphosphatketten, die antiparallel verlaufen (in 3'-5' und 5'-3' Richtung)
Basenpaare, die über Wasserstoffbrücken verbunden sind
Eine Doppelhelix-Struktur

Highlight: Die komplementäre Basenpaarung ist ein Schlüsselmerkmal der DNA-Struktur. Adenin bindet an Thymin über zwei Wasserstoffbrücken, Guanin an Cytosin über drei.

Example: Die Reihenfolge der Basen eines DNA-Strangs bestimmt die Basensequenz des komplementären Strangs. Dies ist grundlegend für die Entschlüsselung des genetischen Codes.

Die DNA wird im Zellkern hergestellt und dient als Vorlage für die Transkription, den ersten Schritt der Proteinbiosynthese.

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Der genetische Code und seine Eigenschaften

Der genetische Code bildet die Grundlage für die Übersetzung der in der DNA gespeicherten Information in Proteine. Er weist sechs wesentliche Eigenschaften des genetischen Codes auf:

Triplett-Code: Die Information wird in Dreiergruppen von Basen (Codons) codiert.
Nahezu universell: Der Code gilt für fast alle Lebewesen.
Eindeutig: Jedes Codon codiert nur eine Aminosäure.
Degeneriert: Die meisten Aminosäuren werden durch mehrere Codons verschlüsselt.
Kommafrei: Die Codons schließen lückenlos aneinander an.
Nicht überlappend: Eine Base ist immer nur Teil eines Codons.

Definition: Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäuresequenz.

Von den 64 möglichen Codons codieren 61 für die 20 Aminosäuren, während drei als Stoppsignale für die Proteinbiosynthese dienen.

Highlight: Die Codesonne ist ein nützliches Werkzeug zur Entschlüsselung des genetischen Codes. Sie zeigt an, welches Codon der mRNA in welche Aminosäure übersetzt wird.

Example: In der Codesonne steht das erste Nucleotid eines Codons innen (5'-Ende) und wird von innen nach außen gelesen. Beispielsweise codiert GCA für Alanin.

Mutationen können den genetischen Code beeinflussen. Es gibt drei Haupttypen:

Deletion: Basenentfall
Substitution: Basenaustausch
Insertion: Baseneinschub

Vocabulary: Anticodon: Komplementäre Basensequenz zum Codon auf der tRNA, die bei der Translation eine wichtige Rolle spielt.

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Proteine sind komplexe Moleküle, die aus Grundbausteinen, den Aminosäuren, aufgebaut sind. Der Aufbau von Proteinen lässt sich in mehrere Ebenen unterteilen:

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Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der genetischen Information. Ihre Struktur ist entscheidend für die Speicherung und Weitergabe dieser Information.

Grundbausteine der DNA sind Nukleotide, die aus drei Komponenten bestehen:

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Die DNA-Struktur weist folgende Merkmale auf:

Zwei lange Zuckerphosphatketten, die antiparallel verlaufen (in 3'-5' und 5'-3' Richtung)
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Eindeutig: Jedes Codon codiert nur eine Aminosäure.
Degeneriert: Die meisten Aminosäuren werden durch mehrere Codons verschlüsselt.
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Definition: Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäuresequenz.

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Highlight: Die Codesonne ist ein nützliches Werkzeug zur Entschlüsselung des genetischen Codes. Sie zeigt an, welches Codon der mRNA in welche Aminosäure übersetzt wird.

Example: In der Codesonne steht das erste Nucleotid eines Codons innen (5'-Ende) und wird von innen nach außen gelesen. Beispielsweise codiert GCA für Alanin.

Mutationen können den genetischen Code beeinflussen. Es gibt drei Haupttypen: