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Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Information für ein bestimmtes Protein (bzw. ein RNA-Produkt) trägt. Bei Eukaryoten ist ein Gen nicht kontinuierlich aufgebaut, sondern besteht aus:
🧩 Exons – codierende Abschnitte, die tatsächlich in die mRNA und damit ins spätere Protein übernommen werden.
🚫 Introns – nicht-codierende Zwischenstücke, die entfernt werden müssen, bevor die mRNA reif für die Translation ist.
➡️ Man spricht daher auch von einem „diskontinuierlichen“ Genaufbau.
Diese Struktur wird erst nach der Transkription aufbereitet – durch die sogenannte Prozessierung.
In der Transkription wird die im Gen enthaltene DNA-Information in eine prä-mRNA („primäre mRNA“) umgeschrieben.
Das passiert im Zellkern der eukaryotischen Zelle.
Initiation
Die RNA-Polymerase bindet an eine spezielle Startsequenz des Gens, den Promotor.
Das Enzym öffnet den DNA-Doppelstrang lokal.
Elongation
Die RNA-Polymerase liest den codogenen Strang (3′ → 5′) ab.
Sie synthetisiert einen komplementären RNA-Strang (5′ → 3′) – die prä-mRNA.
Termination
Die Transkription endet an einer Terminator-Sequenz.
Die RNA-Polymerase löst sich, und die prä-mRNA wird freigesetzt.
➡️ Diese prä-mRNA enthält noch alle Exons und Introns des Gens.
Bevor die prä-mRNA den Zellkern verlässt, wird sie bei Eukaryoten prozessiert.
Das ist eine Form der Nachbearbeitung, damit die RNA funktionsfähig wird:
Capping (5′-Cap)
An das 5′-Ende der RNA wird ein modifiziertes Guanin-Nukleotid angehängt.
Schützt die RNA vor Abbau & erleichtert die Bindung an Ribosomen.
Polyadenylierung (Poly-A-Schwanz)
Am 3′-Ende wird eine lange Adenin-Kette (Poly-A-Schwanz) hinzugefügt.
Dient ebenfalls dem Schutz und der Stabilisierung.
Spleißen (Splicing)
Die Introns werden entfernt, die Exons miteinander verbunden.
Dies geschieht durch den Spleißosom-Komplex.
Ergebnis: eine reife mRNA, die nur noch die Exon-Sequenz enthält und nun die Bauanleitung für ein Protein trägt.
Die Translation findet im Zytoplasma an den Ribosomen statt.
Hier wird die Basenabfolge der mRNA in eine Aminosäuresequenz übersetzt – es entsteht ein Polypeptid (Protein).
mRNA – Vorlage mit Codons (je 3 Basen = 1 Codon)
tRNA – bringt passende Aminosäuren, trägt Anticodon
Ribosom – liest mRNA ab, verknüpft Aminosäuren
Initiation
Das Ribosom erkennt das Startcodon AUG (Methionin).
Die erste passende tRNA bindet.
Elongation
Das Ribosom wandert entlang der mRNA.
Je ein Codon wird gelesen, die passende tRNA bringt eine Aminosäure.
Die Aminosäuren werden zu einer Kette verknüpft (Peptidbindung).
Termination
Ein Stopp-Codon (UAA, UAG, UGA) beendet die Translation.
Die Polypeptidkette wird freigesetzt, das Ribosom zerfällt.
➡️ Die Aminosäuresequenz (Primärstruktur) kann danach gefaltet und ggf. modifiziert werden → funktionsfähiges Protein
| Schritt | Ort | Ziel |
|---|---|---|
| Transkription | Zellkern | DNA → prä-mRNA |
| Prozessierung | Zellkern | prä-mRNA → reife mRNA (Spleißen etc.) |
| Translation | Zytoplasma | mRNA → Aminosäurekette (Protein) |
Exons = expressed → werden exprimiert
Introns = interrupted → störende Abschnitte
Capping + Poly-A = „Schutzkappen“ der mRNA
Spleißen = „Cut & Paste“ der RNA
Codon + Anticodon = Schlüssel-Schloss-Prinzip bei tRNA
Der genetische Code ist die „Übersetzungstabelle“ unseres Lebens.
Er legt fest, welche Basentripletts (Codons) in der mRNA für welche Aminosäuren bei der Proteinsynthese stehen.
Ein Codon besteht aus drei aufeinanderfolgenden Nukleotidbasen (A, U, G, C bei RNA) – zum Beispiel:
AUG → Methionin (Start)
UUU → Phenylalanin
UGA → Stopp-Codon
Da es 4 Basen gibt und sie in Dreiergruppen gelesen werden, ergeben sich:
4 × 4 × 4 = 64 mögliche Codons
Aber es gibt nur 20 proteinogene Aminosäuren.
→ Deshalb ist der Code redundant: Viele Aminosäuren werden durch mehrere Codons codiert.
| Eigenschaft | Bedeutung |
|---|---|
| Triplett-Code | Immer drei Basen = ein Codon |
| Redundant | Eine Aminosäure kann durch mehrere Codons codiert werden |
| Eindeutig | Ein Codon codiert immer nur eine bestimmte Aminosäure |
| Kommafrei | Die Codons werden ohne Trennzeichen hintereinander gelesen |
| Nicht überlappend | Die Basen werden nur einmal pro Codon verwendet |
| Universell | Fast alle Lebewesen nutzen denselben genetischen Code |
| Codon | Bedeutung |
|---|---|
AUG |
Startcodon – Beginn der Translation, codiert auch Methionin |
UAA, UAG, UGA |
Stoppcodons – beenden die Translation (keine Aminosäure) |
Die Codesonne ist ein kreisförmiges Schaubild, das hilft, aus einem Codon die passende Aminosäure abzulesen – besonders nützlich in Klausuren.
Von innen nach außen liest man die Basen des Codons.
Jede Ebene steht für eine Position:
1. Base (Innenkreis)
2. Base (Mittlerer Kreis)
3. Base (Außenkreis)
AUG1. Base: A → gehe vom Zentrum in den A-Sektor
2. Base: U → folge dem U-Strahl im A-Sektor
3. Base: G → am Rand: ergibt Methionin
→ AUG = Startcodon + Methionin ✅
Der genetische Code ist die Grundlage der Proteinbiosynthese:
Transkription: DNA → mRNA
Translation: Ribosomen lesen mRNA in Codons
tRNA bringt die passende Aminosäure anhand des Anticodons
Aus Aminosäuren entsteht ein Protein
