Das zentrale Dogma der Biologie und Grundlagen der Genetik

Das zentrale Dogma der Biologie

Replikation: Der Prozess, durch den exakte Kopien der DNA erstellt werden. Transkription: Die Synthese von RNA aus DNA. Translation: Die Entschlüsselung der RNA in Proteine.

Nach der Verarbeitung im Zellkern können RNA-Moleküle diesen verlassen, um im Zytoplasma für die spätere Nutzung zur Verfügung zu stehen. Es gibt drei Arten von RNA:

• Messenger-RNA (mRNA): Wird an den Ribosomen übersetzt, um ein Protein zu bilden.
• Ribosomale RNA (rRNA): Ist Teil des Ribosoms und dafür verantwortlich, die Information, welche die Boten-RNA trägt, zu lesen.
• Transfer-RNA (tRNA): Bringt Aminosäuren zu den Ribosomen, um sie zum neuen Protein zu verknüpfen.

Die genetische Information (insbesondere welche Proteine in jedem Augenblick des Lebenszyklus einer Zelle produziert werden) ist in den Nukleotidsequenzen kodiert und muss übersetzt werden, um genutzt werden zu können. Die in der Boten-RNA enthaltenen Informationen werden mit dem genetischen Code interpretiert. Die Informationen werden durch die Stickstoffbasen bestimmt. Eine Abfolge von drei Nukleotidbasen (Triplett) wird als Codon bezeichnet und trägt spezifische Informationen für eine Aminosäure.

Beispiele für Codons

Zum Beispiel wird das Triplett-Codon GUA als die Aminosäure Valin und das Triplett CAU als die Aminosäure Histidin übersetzt. Die Transfer-RNA, die das komplementäre Codon (das Anticodon) trägt, bringt die entsprechende Aminosäure zum Ribosom, um das Protein zu bilden.

Grundlagen der Genetik

Wichtige Begriffe

• Gen: Die grundlegende Einheit der Vererbung. Die Menge der Elemente, die ein biologisches Merkmal eines Organismus bestimmen. Von einem molekularen Standpunkt aus ist ein Gen ein DNA-Fragment, das für die Durchführung einer bestimmten Funktion, wie die Synthese eines Proteins, zuständig ist. Das Gen trägt die Information für die Bildung eines Proteins oder eines Merkmals.
• Genom: Die Gesamtheit der Gene eines Organismus.
• Allele: Jede Form oder Variante von Informationen, die ein Gen definiert.
• Genotyp: Die Menge der Allele eines Individuums für ein oder mehrere Merkmale.
• Phänotyp: Jeder der Aspekte oder spezifischen Ausprägungen eines Merkmals. Er resultiert aus der spezifischen Information (Allele), die ein Lebewesen besitzt, und der Beziehung zwischen ihnen. Diese Information wird durch die Wirkung anderer Allele und vor allem durch Umwelteinflüsse verändert.

Die Formel des Phänotyps

Phänotyp = Genotyp + Umwelt

Der Genotyp ist breiter gefasst als der Phänotyp, da nicht alle Allele in unserem Besitz ausgeprägt werden; viele bleiben verborgen. In diesem Sinne kann es vorkommen, dass Phänotypen unserer Großeltern bei unseren Eltern nicht auftreten, sich bei uns jedoch wieder manifestieren. Dies deutet auf die Existenz von Allelen hin, die in unseren Eltern verborgen geblieben sind.