Vor-/Nachteile eines überlappenden genetischen Codes im Vergleich zu einem nicht-überlappenden Code.?
Hey
ich habe gerade diese Frage von meinem Bio Lehrer erhalten und bin um ehrlich zusein echt Planlos was ich mit der Frage anfangen soll ?
Ich wusste garnicht das es Vorteile gibt wen ein genetische Code überlappend ist ? Das einzige was mir dazu einfällt ist das wenn ein code überlappend ist, gibt es mehrere Codes die für eine Base sind bzw. ein code würde dann für eine base des Öfteren benutzt werden?
Ich hoffe einer von euch kann mir diese Frage oben beantworten... :(
ich bedanke mich im voraus :)
1 Antwort
Hi,
überlappende Gene sind ein relativ seltenes Phänomen, was trotzdem durchaus faszinierend ist. Schauen wir uns das an diesem Beispiel einmal an:
Normalerweise codiert eine DNA Sequenz für ein Protein.
Bei einem überlappenden genetischen Code ist eine Base mehr als nur Teil eines Codons, sondern wie in diesem Beispiel einer mRNA, von zwei Codons (rechts).
Die obere Aminosäurekette "Met-Gly-Thr..." fängt ganz links an bei 5'AUG. In der gleichen Sequenz verbirgt sich aber noch ein zweites Protein, wenn man die Basensequenz um eine Base nach rechts verschiebt. Die Sequenz startet mitten im Gen mit AUG, aber eben um eine Base verschoben. Im oberen Leseraster wird dieses Startsignal überlesen "CAU-GCU"... im unteren Leseraster der DNA (mRNA) ergibt sich ein Startpunkt AUG-CUU... D.h. die gleiche DNA-Sequenz codiert gleichzeitig zwei Proteine.
Das Erstaunliche daran ist, dass dieses zweite Leseraster zu einem funktionsfähigen Protein führt. Weil ich dort nichts ändern kann, ohne gleichzeitig das erste Protein zu stören. Das ist ein absolut erstaunliches Phänomen, wie ich finde. Es gibt, weil ein Codon aus 3 Buchstaben besteht, theoretisch noch ein drittes Leseraster, um 2 Basen nach rechts verschoben.
Das ist eigentlich das Gegenteil von dem, was ihr bisher gelernt habt, dass an einem Genort ein Gen liegt, daher kam dir die Frage auch so komisch vor und es ist auch ein Spezialfall, dem man bei Viren und Mitochondrien Genomen begegnet.
Das Ganze ist unten nochmal auf einer Genkarte des betreffenden Virus (Phagen) dargestellt (B), wo man sieht, dass Gene des Phagen eindeutig überlappen. In Gen A liegt Gen A', in dem Teil in dem sich A und A' überlappen, liegt zudem noch Gen B und der Beginn von Gen K. K überlappt wiederum mit Gen C und Gen D und Gen E überlappen sich ebenfalls teilweise.
Ein Phage oder Virus hat allgemein ein nicht besonders großes Erbgut. Denn es muss ja jeweils in kleine Capside hineinpassen und diese DNA-Fracht dann in Wirtszellen eingebracht werden. Da kann man nicht mit einem riesen Aparillo ankommen. Diese schlanken Genomgrößen (DNA-Längen) nutzt das Virus offenbar optimal aus, indem hier teilweise mehrere Gene an Genorten übereinander liegen, indem ihre Information auf verschiedene Leseraster des gleichen DNA-Abschnittes verteilt werden. In diese Richtung muss es wohl einen Selektionsdruck gegeben haben, so dass wir diese erstaunliche Entwicklung sehen.
Vorteil wäre also eine optimale Ausnutzung von kleinen Genomen z.B. bei Viren, mit einer Unterbringung eines Maximums an Information.
Nachteil, bei Mutationen wären immer gleich mehrere Genprodukte gleichzeitig betroffen.
LG
Nicht, dass ich alles verstanden hätte ... Aber ich bin beeindruckt von deinem detaillierten und fundierten Beitrag!