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1 Die molekulare BDV Biochemie Inhalt BDV = Biologische Datenverabeitung Informationen in lebenden Systemen Die Entschlüsselung des genetischen Codes Der genetische Code ist degeneriert 1

2 Die Weitergabe von Information Die atur benutzt einen 4 Buchstaben Code zur Weitergabe der Information über 20 Aminosäuren. In zweier Gruppen könnten 4 Basen maximal 4 2 = 16 Aminosäure codieren. Deshalb war ab 1960 klar, dass Tripletts von Basen für je eine Aminosäure codieren mußten. Durch verschiedene Experimente wurde dann die Entschlüsselung des Codes möglich. Die Weitergabe von Information 2

3 Die omenklatur der ukleinsäuren Base ucleosid ucleotid ucleinsäure Purine: Adenin Adenosin Adenylat (AMP) RA Desoxyadenosin Desoxyadenylat (damp) DA Guanin Guanosin Guanylat (GMP) RA Desoxyguanosin Desoxyguanylat (dgmp) DA Pyrimidine: Cytosin Cytidin Cytidylat (CMP) RA Desoxycytidin Desoxycytidylat (dcmp) DA Uracil Uridin Uridylat (UMP) RA Thymin Thymidin Thymidylat (TMP) (dtmp) DA Die 5 Basen der ukleinsäuren Die Purinbasen 2 Adenin Guanin 2 Die Pyrimidinbasen 2 Cytosin Thymin Uracil 3

4 D-Ribose 4

5 ucleotide und ucleoside P Base β ucleotide der DA 5

6 ucleotide der RA ukleinsäuren als Träger der Erbinformation istorie: 1900 Chromosomen bestehen aus Protein und ukleinsäure Komponenten 1928 Griffith S. pneumoniae Experiment 1944 Avery erzielt die selben Ergebnisse mit isolierter DA 1952 ershey und Case DA als genetische Substanz von Viren 6

7 Chargaffsche Regeln 1. Die Basenzusammensetzung der DA ist von Spezies zu Spezies unterschiedlich. 2. DA-Proben aus unterschiedlichen Geweben sind gleich. 3. Die Basenzusammensetzung der DA einer Spezies ist unabhängig vom Alter, Ernährungszustand und Lebensraum. 4. In allen DA-Molekülen gilt: A=T und C=G und A+G=C+T Chargaff, 1951 Basenzusammensetzung der DA verschiedener Quellen 7

8 ukleinsäuren als Träger der Erbinformation istorie: 1900 Chromosomen bestehen aus Protein und ukleinsäure Komponenten 1928 Griffith S. pneumoniae Experiment 1944 Avery erzielt die selben Ergebnisse mit isolierter DA 1952 ershey und Case DA als genetische Substanz von Viren ukleinsäuren als Träger der Erbinformation 8

9 ukleinsäuren als Träger der Erbinformation ukleinsäuren als Träger der Erbinformation 9

10 ukleinsäuren als Träger der Erbinformation 10

11 1952 ershey und Case DA als genetische Substanz von Viren Die Entschlüsselung des genetischen Codes 1961 irenberg und Matthaei Synthetisches ligonucleotid: Poly(U) 20 Reagenzgläser mit jeweils einer radioaktiven Aminosäure UUU codiert für Phenylalanin Poly(C) Poly(A) Poly(G) CCC codiert für Prolin AAA codiert für Lysin kein Ergebnis 11

12 Die Entschlüsselung des genetischen Codes ligonucleotid aus 5 Teilen A und 1 Teil C, über die bekannte (AAA, CCC) Codons hinaus entstehen Polypeptide deren Aminosäurenzusammensetzung prozentual dem Anteil der entsprechenden ucleotidzusammensetzung entspricht. Die Entschlüsselung des genetischen Codes Problem: Die rein statistische Verteilung sagt nichts über die Reihenfolge der Basen in einem Dreier-Codon aus: A 2 C kann sein: AAC ACA CAA 12

13 Die Entschlüsselung des genetischen Codes Lösung: Polynucleotide aus zwei oder vier sich wiederholenden Basen. z. B. AC ACACACACACACACA gibt: ACACACACACACACA Ergibt: ACA Threonin Ergibt: CAC istidin Weiter Experimente mit wiederholten Sequenzen von drei oder vier ucleotiden führten zu folgendem Ergebnis: Die Entschlüsselung des genetischen Codes 13

14 Der genetische Code Der genetische Code ist degeneriert Die Degeneration des gen. Codes bedeutet, dass in den meisten Fällen mehr als ein Codon für eine Aminosäure codieren, dabei unterscheiden sich die Codons für eine Aminosäure meistens in der dritten Stelle. 14

15 DA wird in RA umgeschrieben Abweichungen der Standardcodierung 15

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