Lernziele
Wenn Sie diese Seite durchgearbeitet haben, sollten Sie
- erläutern können, was die Codesonne ist und wie man sie liest,
- begründen können, wieso nur die ersten beiden Basen eines Codons entscheidend sind,
- erläutern können, was man unter der Wobble-Hypothese versteht.
Zahl der tRNAs
Man hat sich immer wieder die Frage gestellt: Wie viele tRNA-Sorten gibt es eigentlich in der Zelle?
Die Mindestzahl kann man leicht festlegen. Da es in der Natur 20 bis 21 Aminosäuren gibt, muss es mindestens 20 - 21 verschiedene tRNAs geben - für jede Aminosäure eine eigene.
Auch die Höchstzahl kann man leicht errechnen. Da ein Codon aus drei Basen besteht und es nur vier verschiedene Basen gibt, existieren maximal 64 verschiedene Codons. Drei dieser Codons sind aber als Stopp-Codons identifiziert worden, es bleiben also noch 61 Codons, die für Aminosäuren codieren. Die Höchstzahl der tRNA-Moleküle sollte also 61 sein.
Tatsächlich fand man in den meisten Zellen 30 bis 40 verschiedene tRNAs, diese Zahl liegt also ungefähr in der Mitte zwischen der Mindestzahl und der Höchstzahl.
Die dritte Base wobbelt
Betrachtet man sich die Codesonne näher, so stellt man fest, dass die dritte Base eines Codons oft überhaupt nicht über die Art der Aminosäure entscheidet. So gibt es z.B. vier Codons, die mit den Basen C und G anfangen: CGA, CGU, CGC und CGG. Alle vier Codons stehen aber für die gleiche Aminosäure, nämlich Arginin. Es reicht also völlig aus, wenn das Anticodon der Arg-tRNA aus den beiden Basen GC bestehen würde. Die dritte Base spielt ja keine entscheidende Rolle mehr.
Crick - ja genau, DER Crick - hat 1966 die Wobble-Hypothese aufgestellt. Danach erfolgt die Paarung von Codon und Anticodon wie bereits beschrieben, allerdings gilt das Prinzip der Komplementarität nur für die ersten beiden Basen. Die ersten beiden Basen des Anticodons müssen also auf jeden Fall komplementär zu den beiden ersten Basen des Codons sein. Bei der dritten Base "schaut das Ribosom nicht so genau hin" - könnte man sagen. Die dritte Base des Codons kann sich auch mit einer nicht-komplementären Base des Anticodons paaren.
Es gibt also weniger als 61 tRNA-Moleküle, weil die Anticodon-Region mancher tRNA-Moleküle gleichzeitig zu drei oder vier verschiedenen Codons auf der mRNA passt.
Die Genauigkeit des Übersetzungsvorgangs leidet vielleicht etwas unter diesem "Wobbeln" (englisch wobble = wackeln). Aber dafür wird die Translation zeitlich sehr stark beschleunigt. Ohne "Wobbeln" wäre die hohe Translationsgeschwindigkeit, die man gemessen hat, gar nicht zu erreichen.