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die Bausteine des Lebens

Unser Erbgut besteht aus langen DNA-Molekülen, die unsere Chromosomen bilden. Wenn wir etwas DNA unter dem Mikroskop betrachten könnten, sähen wir, dass sie eine einfache Abfolge von vier Molekülen ist: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanine oder auch A, T, C und G. Unsere Gene sind somit in einem Text aus 3 Milliarden Zeichen versteckt, der in einem Alphabet aus vier Buchstaben verfasst ist. Aber wie kann man diesen Text lesen und verstehen?

vom Gen zum Protein

Alle Gene haben einen Anfang und ein Ende. Dazwischen liegt ein Rezept, meistens für die Herstellung eines Proteins. Ein Protein ist eine Abfolge von Molekülen, die man Aminosäuren nennt. Von diesen gibt es 20 verschiedene, die jeweils mit einem Buchstaben benannt werden. Vom Gen zum Protein gelangt man wie vom Chinesischen ins Russische: Man benötigt einen Übersetzer. Oder besser gesagt: Man braucht den genetischen Code.

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ein Code für alle

Der genetische Code ist überraschend einfach.
Drei aufeinanderfolgende „Buchstaben“ in der DNA entsprechen einer Aminosäure in einem Protein. Indem man die ‚Dreibuchstabenworte‘ der DNA liest, übersetzt man nach und nach die DNA-Sequenz in eine Proteinsequenz. Genau so produzieren unsere Zellen Proteine. Der genetische Code ist zudem fast in allen Organismen gleich: von Viren über Bakterien, Schnecken, Tulpen, Schlangen und Menschen bis hin zum Elefanten.

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der genetische Code

Hier ist eine von vielen Möglichkeiten, den genetischen Code darzustellen.

Zum Lesen startet man im Zentrum und bewegt sich nach außen.

Beispiele: ATG (auf der DNA) kodiert für die Aminosäure M (Methionin) und TTC kodiert für die Aminosäure F (Phenylalanin).

TAA, TAG und TGA kodieren nicht für eine Aminosäure, sondern signalisieren ‚Stop‘.

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Unterbrochene Gene

Die Natur ist nicht einfach! Die Gene, die für Proteine kodieren, stellen kaum 3-5 % unserer DNA dar. Sie zu finden ist wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen! Zudem sind die Gene nicht nur überall in der DNA verstreut, sie sind auch häufig unterbrochen. Die Wissenschaftler müssen die einzelnen Teile suchen und zusammenfügen, damit das Gen richtig abgelesen werden kann.

Gene vorhersagen

Genau für dieses Problem wurden Computerprogramme geschrieben, die den Anfang, das Ende und die dazwischenliegenden Teile eines Gens vorhersagen können. Solche Programme sind zwar noch weit davon entfernt, perfekte Ergebnisse zu liefern, sind aber trotzdem eine wertvolle Hilfe für die Biologen.