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9. Wie erfolgt die Umsetzung der genetischen Information in Eiweißmoleküle?

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Unter Vererbung versteht man die Weitergabe der genetischen Information. Als Träger dieser Information identifizierte man die DNA (Desoxyribonucleic acid). In seiner chemischen Struktur setzt sich dieses lineare und kettenförmige Molekül aus 4 Grundbausteinen zusammen: Jeder dieser Bausteine (Nukleotid) besteht aus einem Phosphorsäure- und einem Zuckermolekül (Desoxyribose), das mit je einer charakteristischen organischen Base (Cytosin, Thymin, Adenin, Guanin) verbunden ist. Nach einem von den beiden Biochemikern James D. Watson und Francis H. C. Crick entwickelten Modell stellt die DNA in ihrer räumlichen Struktur ein mit einer Wendeltreppe vergleichbares Molekül dar. Die zwei stets rechts gewundenen Holme bestehen aus den Phosphorsäure- und Zuckermolekülen. Die Stufen werden von den organischen Basen gebildet, die sich zu bestimmten Basenpaaren finden. Durch die Reihenfolge dieser Basen (Basensequenz) ist die Erbinformation als genetischer Code verschlüsselt: Drei Basen (Basentriplett) codieren jeweils eine Aminosäure.

Chemische Untersuchungen von Ribosomen (diese sind Bildungsstätten von Eiweiß) ergaben, dass sie etwa zu 65% aus Ribonukleinsäuren (RNA = Ribonucleic acid) bestehen. Anstelle der Desoxyribose besitzt die RNA die Ribose als Zucker und die Base Thymin ist durch die Base Uracil ersetzt. Im Gegensatz zur Doppelhelix der DNA tritt die RNA nur als Einzelstrang auf. Weitere RNA-Typen sind die transfer-RNA (Übertragungs-RNA, tRNA) und die messenger-RNA (Boten-RNA, mRNA). Alle drei RNA-Moleküle spielen bei der Bildung der Proteine (Proteinbiosynthese) in allen Lebewesen eine entscheidende Rolle.

Im ersten Schritt erfolgt nach dem Prinzip der Basenpaarung im Zellkern durch Bildung der mRNA die Übertragung der genetischen Information (Transkription). In einem zweiten Schritt wird am Ribosom die Basensequenz der mRNA in die Aminosäuresequenz umgesetzt (Translation). Dazu bringt die tRNA aus dem Cytoplasma die für den Proteinaufbau notwendigen Aminosäuren an das Ribosom. Für jede Aminosäure gibt es spezielle tRNA-Moleküle, die sich durch das Anticodon unterscheiden. Das Anticodon wird aus drei Basen gebildet. Sie sind dem Codon der mRNA komplementär.

Spurensuche zur Entwicklungsgeschichte des Menschen

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