Einfache Erklärung des genetischen Codes ?

Wissenschaft Biologie
#1

Hallo liebe Leute,

ich hab mal irgendwo gelesen, dass das menschliche Erbgut inzwischen bereits vollständig entschlüsselt worden ist.
Hab da auch scön brav zu gegoogelt, aber dummerweise bin ich kein Genetiker, das heißt, was ich so über Genetik finde, ist eigentlich immer schrecklich kompliziert erklärt, daher dachte ich frag ich hier einfach mal nach, ob vielleicht ein netter Genetiker lust hätte, mir irgendwie für Anfänger verständlich zu machen, wie das funktioniert.

Ich weiss bisher, dass das genetische Alphabet 4 Buchstaben hat,
die aus Proteinen bestehen … und das der ‚Text‘ aus der Reihenfolge dieser Buchstaben entsteht.
Was mich nun besonders interessieren würde ist:
Wie wird dieser Text interpretiert ?
Und wenn man ihn ‚liest‘: Ist der in irgendeiner Art Sprache, sagen wir eine Art Sprache der Naur? Oder ist das eher eine Bauanleitung?
In dem Wikiartikel über Mutationen stand auch, dass die Reihenfolge einen unterschied in der Interpretation macht, also wenn wir am Anfang einen Buchstaben ändern, dann ändert sich auch die Bedeutung der folgenden Buchstaben.
Und dann ist da noch der Zeitfaktor - woher weiss der Körper z.b. , dass er aus dem Schwanz eines Embryos später 2 Beine macht … die dann noch später runzelig werden (Altern).

Fragen über Fragen … es geht mir jetzt nicht darum, dass jede davon auch beantwortet wird für sich alleine, sondern ich würde mich einfach freuen wenn mir irgend jemand erklärt, wie das ganze ‚grundsätzlich‘ funktioniert, vielleicht an einem Gleichnis oder Bildwort erklärt … - ich will also einfach nur eine Vorstellung davon haben ohne Biologie oder Genetik studiert haben zu müssen.

Viele Grüße,
David

#2

Hallo David!

Da ich auch kein Genetiker bin unterstell ich jetzt einfach mal, dass es sehr schwer sein wird den Ganzen Aufbau der DNA bis zum ablesen in einfachen Worten, und das dann noch kurz und knapp, für (Sorry) „dumme“ zu erklären!

Auch wenn es ein wenig schwer zu verstehen ist, hab ich dir mal ein Paar Wiki-Artikel rausgesucht, vlt. kannst du damit ja was anfangen:

Theoretisch könnte ich dir noch hundert von den Seiten schicken und immer noch nicht fertig sein! (leider)

Ist der in irgendeiner Art Sprache, sagen wir eine Art Sprache der :Natur?

Könnte man so sehen, denn jeder Organismus besteht aus diesen Grundbausteinen.

Oder ist das eher eine Bauanleitung?

Auch das!

In dem Wikiartikel über Mutationen stand auch, dass die Reihenfolge :einen unterschied in der Interpretation macht, also wenn wir am :Anfang einen Buchstaben ändern, dann ändert sich auch die Bedeutung :der folgenden Buchstaben.

Das muss nicht immer zwangsläufig so sein, denn es gibt Aminosäuren die aus verschieden Basen bestehen, also eine und die selbe Aminosäure zwei verschiedene Schreibweisen besitzt.

Ich hoffe das ich dir wenigstens ein bischen weiterhelfen konnte!?
Wenn noch Fragen offen geblieben sind, dann frag ruhig!

lg
PaleMan

#3

hallo,

danke dir für die Mühe die Du dir gemacht hast.

leider hilft mir das nicht wirklich weiter weil mein Problem ja nicht ist,
dass ich nicht weiss wo ich etwas über Genetik finden kann,
sondern darin, dass es dort so kompliziert erklärt ist…

für ‚dumme‘ erklären ja genau dannach suche ich.
(dumm sein ist keine Schande find ich)

Ich weiss, das klingt jetzt ein wenig wie:
„Hallo, ich möchte Psychologe werden. Kann mir bitte jemand alles was man in 10 Jahren Studium lernt in 3 Sätzen zusammenfassen ?“
SO meine ich das natürlich nicht.
Ich will ja auch wie gesagt nicht Genetiker werden, noch brauche ich eine Erklärung, die ins tiefste Detail geht,
ich will einfach nur in der Lage sein es mir überhaupt vorzustellen,
wie das abläuft, gerne auch grob vereinfacht.

Viele Grüße,
David

#4

Uhh. Also ichbin auch kein Genetiker. Aber ich weiß trotzdem ein wenig über die DNA. Ich versuche das aus meinem Gedächtnis herauszukramen, mal sehen, wie weit man kommt (ich bin selber auch immer bestrebt, osivle zu iwssen, wie nur möglich :wink:).

Zum Aufbau der DNA:
Also die DNA besteht aus lediglich 4 Basen. Diese sind:

Adenin, Guanin, Cytoson und Thymin.

Die DNA ist ja nun doppelstrangig. In Bezug auf die Basen bedeutet das, dass immer nur eine Base sich immer nur ganz genau mit einer anderen Base aufgrund der chemischen und physischen Eigenschaften paart (dadurch entsteht der Doppelstrang, so weiss jeder enzelne DNA Strang, welche Basen er braucht, um eine perfekte DNA kopie zu machen.)

(So ganz perfekt läuft das aber nie ab. Ein Enzym kommt immer daher und checkt ob auch wirklich alles stimmt, also ob die richtigen Basen sich gepaart haben.)

Der ganze Code der DNA steckt also in den Basen, welche die DNA konstituieren.

Der Genetisch Code ist ein Three-Letter-Code. Das bedeutet, dass es, weil es 4 basen gibt, folgende Kombinationen gibt: 4*4*4=64 Kombinationen der Basen.

Jetzt zur Entschlüsselung:
Da der genetische code ein Three-letter code ist, werden immer genau drei basen die Information für genau (!) eine bestimmte Aminosäure haben. (Es können sich später immer mehrere Aminosäuren miteinander chemisch verbinden, was komplexere Aminosäuren hervorbringt und letztlich in Proteine übergeht.)

So, wie funktioniert das jetzt genau? Also in der DNA ist der Code. Es gibt ein Enzym RNA-Irgendwas das kommt vorbei und liest den genetischen-Code. Das tut das RNA wenn ich mich richtig erinnere durch komplementär Lesen. Also das Bedeutet:

So wie in der DNA jede Base genau nur zu einer anderen Base (im doppelstrang) past, so geht das rna-enzym an den code vorbei und „erstellt“ die genauen Gegensatzpaare (also auch hier gilt: eine Base bekommt immer nur ganz genau eine determinierte Base). Man hat also dann den komplentärcode der DNA im RNA-Molekül.

Das RNA Molekül wandert jetzt auch wieder weiter. Da gibt es dan nwieder eine andere mahscine die den RNA-Code versteht. Diese „Maschine“ baut dann die Proteine anhand des Codes des RNA-Codes, welcher „seinen Code“ von dem DNA-Code hat.

Wohin weiß ich leider nicht mehr. Aber du kriegst sicher langsam ein feeling, was da abgeht. Letztendlich wird eben durch die DNA festgelegt, welche Proteine gebaut werden sollen.

Wichtig ist nur zu wissen: Der code läuft eben so ab, dass immer nur gnaz genau eine Base immer nur zu gnaz genau einer andere Base passt und somit wird der Code erhalten, aber auch eben verstanden.

Mehr weiß ich ausm Kopf leider nicht mehr.

Ich hoffe das gibt dir ein größeres Bild auf die Sache.

Liebe Grüße :wink:

#5

Mal klein angefangen

ich hab mal irgendwo gelesen, dass das menschliche Erbgut
inzwischen bereits vollständig entschlüsselt worden ist.

Journalisten-Sprachmüll. Da ist noch gar nicht viel „entschlüsselt“. Man hat die Abfolgen der Basencodierung gelesen, man hat darin ca. 1,06 % aminosäure-codierende Gensequenzen gefunden und stochert nun bei ca. 8 m Sicht sich durch von Lissabon bis Moskau um die Details zu finden.

Ich weiss bisher, dass das genetische Alphabet 4 Buchstaben
hat,

Die aus Basen A, C, G, T bestehen (die Namen merke ich mir nie, wozu auch)

die aus Proteinen bestehen … und das der ‚Text‘ aus der
Reihenfolge dieser Buchstaben entsteht.

Ja, der rohe Text.

Was mich nun besonders interessieren würde ist:
Wie wird dieser Text interpretiert ?

Da wird es dann schwierig, denn zunächst einmal greifen hier diverse Mechanismen der Epigenetik ein, die Gene ab- oder anschalten, die Bereiche wegpacken und dann gibt es noch die riesige Menge an nicht-codierender DNA, die aber auch in RNA umgesetzt wird und z.B. bei der RNA-Interferenz mitarbeitet.

Und wenn man ihn ‚liest‘: Ist der in irgendeiner Art Sprache,
sagen wir eine Art Sprache der Naur? Oder ist das eher eine
Bauanleitung?

Grob sage ich immer:

  • die Gene codieren Aminosäure-Abfolgen (Enzyme) und damit werden dann Chemikalien in der Zelle hergestellt
  • die Hox-Gene (Homöoboxen) enthalten die Rezepte, wie die Chemikalien zu „mixen“ sind und auch die Körperbaupläne
  • und der große Rest der DNA? Da ist noch viel Platz für Doktorarbeiten und Nobelpreise

Und dann ist da noch der Zeitfaktor - woher weiss der Körper
z.b. , dass er aus dem Schwanz eines Embryos später 2 Beine
macht … die dann noch später runzelig werden (Altern).

Da wirst du bei evo devo (evolutionärer Entwicklungsbiologie) fündig, wobei auch dort die Epigenetik die Abläufe steuert.

Ich habe auch einfach nur Bücher gelesen.

Sean B. Carroll ISBN:3100102312 Buch anschauen (kein Lehrbuch, gut zu lesen)

Und für die Epigenetik ISBN:3832195289 Buch anschauen (härterer Stoff)

Gruß

Stefan

#6

Hallo David,

ich hab mal irgendwo gelesen, dass das menschliche Erbgut
inzwischen bereits vollständig entschlüsselt worden ist.

Das ist richtig. Entschlüsselt heißt hier, die Abfolge Der Basenpaare ist bekannt. Aber wie schon angesprochen, das heißt noch nicht, dass auch bekannt ist wofür bestimmte Abschnitte ‚codieren‘, was sie quasi ‚heißen‘. Und um die ganze Sache noch komplizierter zu machen - inzwischen wird immer deutlicher, dass nicht nur wichtig ist in welcher Reihenfolge die ‚Buchstaben‘ stehen, sondern auch noch wie sie ‚gefaltet‘ werden. Danach richtet sich z.B. ob ein Gen gelesen werden kann oder eben nicht. Dieser Zweig ist noch recht neu und heißt ‚Epigenetik‘.

Ich weiß bisher, dass das genetische Alphabet 4 Buchstaben
hat, die aus Proteinen bestehen … und das der ‚Text‘ aus der
Reihenfolge dieser Buchstaben entsteht.

Das stimmt so nicht. Die Desoxyribonukleinsäure (DNA) besteht aus einem Phosphat-Rest, einem Zucker und einer der vier organischen Basen (A, T, G C) Sie bilden die berühmt berüchtigte Doppelthelix. http://de.wikipedia.org/wiki/Desoxyribonukleins%C3%A…
Das ist ein langer Strang der so einfach gar nicht in die Zelle, bzw. den Zellkern passen würde. Daher wird dieser Strang geknüpft und gefaltet - nicht willkürlich, sondern nach festen Mustern. Sollen Teile des ‚Textes‘ gelesen werden muss erst mal entfaltet werden, dann trennt sich die Doppelthelix und die jeweils passenden ‚Buchstaben‘ legen sich an. Das ‚entfalten‘ und 'auftrennen wird von Enzymen erledigt. Die kleinen ‚Schnipsel‘ sind jetz quasi Abschriften von Rezepten. Diese Schnipsel - sie werden mRNA (Messenger RiboNucleinAcid) werden bei Zellen mit Zellkern aus diesem in den Zellkörper geschleust und dort in kleinen ‚Fabriken‘ werden die Proteine hergestellt die der entsprechende Abschnitt ‚codiert‘

Was mich nun besonders interessieren würde ist:
Wie wird dieser Text interpretiert ?

Das Prinzip ist das von ‚Rezept‘ und ‚Kochen‘. Ein Rezept ist die Anleitung für ein Gericht. Immer wenn du dem Rezept ‚Bohneneintopf‘ folgst kommt ‚Bohneneintopf‘ raus.

Und wenn man ihn ‚liest‘: Ist der in irgendeiner Art Sprache,
sagen wir eine Art Sprache der Naur? Oder ist das eher eine
Bauanleitung?

Die DNA (und RNA) ist die Sprache alles Lebenden

In dem Wikiartikel über Mutationen stand auch, dass die
Reihenfolge einen unterschied in der Interpretation macht,
also wenn wir am Anfang einen Buchstaben ändern, dann ändert
sich auch die Bedeutung der folgenden Buchstaben.

Ja. Wie bei den meisten Wörtern. Stellt man bei Worten die Buchstaben um kommt meist Schrott raus. Manchmal auch nicht. Das ist dann ein Anagramm:
Tom Marvolo Riddle“ = „I am Lord Voldemort“

Und dann ist da noch der Zeitfaktor - woher weiss der Körper
z.b. , dass er aus dem Schwanz eines Embryos später 2 Beine
macht … die dann noch später runzelig werden (Altern).

Der Körper ‚weiß‘ gar nichts. Mit dem Punkt ‚Zeit‘ beschäftigt sich z.B. die Chronobiologie. Das Auffalten, Ablesen, Transportieren, Herstellen braucht, je nach ‚Rezept‘ immer die gleiche Zeit. Damit ist schon eine ‚Zeiteinheit‘ vorgegeben. Dann gibt es ‚Produkte‘ die brauchen die Anlieferung anderer ‚Produkte‘ - da kann die Produktion erst starten wenn alles beisammen ist.

… sondern ich
würde mich einfach freuen wenn mir irgend jemand erklärt, wie
das ganze ‚grundsätzlich‘ funktioniert,

In jeder Zelle befindet sich alle Rezepte. Vom Zelltyp ist es abhängig welches Kapitel des Buches gelesen wird. Bei Zellen mit Zellkern befindet sich das Buch im Kern. Im Zellkörper ist die Küche. Dort wird gekocht. Ab und an - auch dafür gibt es Rezepte - wird das ganze Buch abgeschrieben und die Zelle teilt sich. Beim Abschreiben kann es zu Fehlern kommen. Das ist auf der einen Seite schlecht, weil Fehler verfälschen das Rezept. Auf der anderen Seite - auf lange Sicht entstehen (über Generationen) so neue Rezepte.

Das Buch „Genetik für Dummies“ ist ganz nett. Vielleicht wäre das was für dich.
Gruß…lux

#7

Hallo,

sind die untenstehenden Zitate genügend grob vereinfacht?

wie das abläuft, gerne auch grob vereinfacht.

Bei Wikipedia findest du u.a.:

„Der genetische Code ist eine Regel, nach der in Nukleinsäuren befindliche Dreiergruppen aufeinanderfolgender Nukleobasen – Tripletts oder Codons genannt – in Aminosäuren übersetzt werden.“
(Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Genetischer_Code)

Oder unter:
http://www.egbeck.de/skripten/glos11g.htm
„genetischer Code genetische Sprache der DNA, Art der Verschlüsselung der Erbinformation“

Dann noch:
http://www.kantonslabor-bs.ch/content.cfm
„Genetischer Code
Die Information der DNA muss in die Proteine umgesetzt werden. 3 Basen bilden eine Code-Einheit der DNA, d.h. ein bestimmtes Triplett codiert für eine bestimmte Aminosäure. Es stehen 4 verschiedene Basen (A, T, C, G) für die Codierung zur Verfügung.“

Vielleicht das hier?
http://www.monsanto.de/biotechnologie/glossar.php

„Genetischer Code:
Vom genetischen Code ist die Rede bei der Übersetzung der DNA-Informationen in Proteine (3 DNA-Basen codieren eine Aminosäuren). Die Reihenfolge der DNA-Basen ist spezifisch für ein Individuum.“

usw., usw… :

http://www.gfg.bttec.de/deutsch/gfgintern/dic.htm

„Genetischer Code
Zuordnung von drei bestimmten Nukleotiden (Triplett) zu einer bestimmten Aminosäure.“

MfG

watergolf

MOD: Eine Quelle ergänzt

#8

Hi

Ich geb dann auch nochmal meinen Senf dazu :wink:

und das der ‚Text‘ aus der
Reihenfolge dieser Buchstaben entsteht.

Ganz grob formuliert: diese vier sogenannten Basen stehen zu jeweils dreien für eine Aminosäure (muss dich erstmal nich intressieren, was das ist) und diese Aminosäuren sind kleine Bestandteile von Proteinen.

Also da geht so ein kleines Männchen am Genecode lang *g*, guckt, da steht z.b. AAA, also dreimal nacheinander die A-Base im Code, so weiß er, da kommt eine Aminosäure namens Lysin hin. So geht das für alle anderen Aminosäuren. Danach kommt CGG, das steht für Arginin, also kommt an die Aminosäurekette ein Arginin dran.

Das geht dann, je nach Protein, so ein paar hundert- bis tausendmal weiter und du bekommst ein Protein, z.b. eines, das dir bei der Verdauung hilft. Oder eins, das Knochen herstellt usw usw.

Wie wird dieser Text interpretiert ?
Und wenn man ihn ‚liest‘: Ist der in irgendeiner Art Sprache,
sagen wir eine Art Sprache der Naur? Oder ist das eher eine
Bauanleitung?

Es ist eine Bauanleitung. Ein Basentriplett (also drei Basen in Folge) stehen für eine Aminosäure.
Damit das „Genmännchen“ weiß, wo es anfangen und aufhören soll, gibt es auch noch Start- und Stoppsignale (z.b. GTA oder TAA). Das „Genlesemännchen“ selbst ist ein Molekül, das mal durch diesen Gencode entstanden ist.

Um den Gedanken mit dem Rezept aufzugreifen: der Genecode steht als Rezept für etwas viel komplizierteres als Bohnensuppe. Und dort steht z.b. nur, was reinkommt, aber nicht, wie man diese Stoffe noch bearbeitet. (Wenn ein Protein fertig gestellt ist, kann es nachträglich noch verändert werden, was die Funktion erheblich ändern kann)

In dem Wikiartikel über Mutationen stand auch, dass die
Reihenfolge einen unterschied in der Interpretation macht,
also wenn wir am Anfang einen Buchstaben ändern, dann ändert
sich auch die Bedeutung der folgenden Buchstaben.

Simpel: Wenn ein Gen kaputt ist, und eine falsche Base steht dort, dann lässt das Genmännchen eine falsche Aminosäure ins Protein einbauen, was vielleicht dazu führt, dass da nur Schrott rauskommt.

Und dann ist da noch der Zeitfaktor - woher weiss der Körper
z.b. , dass er aus dem Schwanz eines Embryos später 2 Beine
macht … die dann noch später runzelig werden (Altern).

Möchtest du nicht doch vielleicht Bio studieren :wink:

Wann warum welche Gene an und ausgeschaltet werden, wird zur Zeit erforscht.

Kleiner Einblick: die Zellen kommunizieren während der Entwicklung miteinander. Das geht über chemische Botenstoffe. Wenn die Zelle „sieht“, was ihr Nachbar tut, ändert sie vielleicht selbst ihre Bestimmung. Aber das ist nur eine Möglichkeit.

ich will also einfach
nur eine Vorstellung davon haben ohne Biologie oder Genetik
studiert haben zu müssen.

Das ist der Haken an der Sache :wink: Um es zu verstehen, müsstest du es studieren :wink:

Wie auch schon von den anderen angedeutet gibt es noch soooo viele Faktoren, die eine wichtige Rolle spielen.

Im Moment ist man beispielsweise dabei, RNA-Stücke zu untersuchen. Bisher dachte man, das wäre Müll, der bei der Gen-Ablesung entsteht, aber es kristallisiert sich heraus, dass diese angeblichen Müllstücke eine sehr wichtige Funktion übernehmen.

Man weiß noch so wenig…

Grüße

Karana

#9

Danke Euch
Hallo,

wollte mich hier nur kurz bei euch allen für die Beantwortung meiner Frage bedanken.
Um mehr zu erfahren müsste ich das wohl wirklich studieren,
aber so habe ich die ungefähre Vorstellung die ich mir gewünscht hatte.

Grüße,
David