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Leserahmen: drei Fehler machen es richtig

Über diese App

Ein Satz aus Wörtern mit drei Buchstaben, ohne Leerzeichen in festen Rahmen gelesen: Ein Einschub oder Verlust macht den Rest zu Unsinn, drei Einschübe machen ihn wieder lesbar. Dasselbe an einer mRNA mit Aminosäuren und Stoppcodon, dazu das Phagen-Experiment von Crick und Brenner (1961).

Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.

Gelesen in Dreiergruppen

Der genetische Code wird von einem festen Startpunkt aus in Dreiergruppen gelesen, ohne Trennzeichen zwischen den Codons. Wird eine Base eingefügt oder entfernt, verschiebt sich ab dieser Stelle der Leserahmen: Alle folgenden Codons ändern sich, meist entsteht bald ein Stoppcodon. Drei Einschübe, oder ein Einschub und ein Verlust, stellen den Rahmen danach wieder her; verändert bleibt nur das Stück dazwischen. Mit diesem Befund zeigten Crick, Barnett, Brenner und Watts-Tobin 1961 am Phagen T4, dass der Code aus Tripletts besteht.

Was die App zeigt

Ein Satz aus Wörtern mit drei Buchstaben steht ohne Leerzeichen in festen Kästchen. Einschübe und Verluste werden nacheinander eingesetzt, die Buchstaben rücken, die Kästchen bleiben stehen, und ein Lesefenster liest Rahmen für Rahmen. Lesbare und verschobene Wörter sind farbig unterschieden. In der Codon-Ansicht läuft dasselbe an einer mRNA mit Aminosäuren und Stoppcodon. Dazu kommen vier Phagen-Schalen mit 0 bis 3 Einschüben.

Selbst ausprobieren

Setze einen Einschub und lies, ab wo der Satz Unsinn wird. Setze dann zwei und drei Einschübe und vergleiche. Kombiniere einen Einschub mit einem Verlust und verschiebe die Stelle der ersten Mutation. Wechsle in die Codon-Ansicht und sieh, an welcher Stelle die Aminosäurekette abbricht. Bei drei Einschüben läuft sie bis zum Ende durch und hat eine Aminosäure mehr.

Häufige Fragen

Was ist ein Leserahmen?
Der Leserahmen legt fest, wie eine Basenfolge in Codons aus je drei Basen eingeteilt wird. Er beginnt am Startcodon und läuft ohne Lücken weiter. Dieselbe Sequenz ergibt in einem um eine Base verschobenen Rahmen ganz andere Codons und damit andere Aminosäuren.
Warum stellen drei Einschübe den Leserahmen wieder her?
Jeder Einschub verschiebt den Rahmen um eine Base. Nach drei Einschüben ist er um genau ein Codon verschoben, also wieder im ursprünglichen Takt. Hinter dem dritten Einschub werden die Codons wie im Original gelesen; nur zwischen erstem und drittem Einschub sind sie verändert, und das Protein hat eine Aminosäure mehr.
Was zeigte das Experiment von Crick und Brenner 1961?
Crick, Barnett, Brenner und Watts-Tobin erzeugten mit Proflavin Einschübe und Verluste einzelner Basen im rIIB-Gen des Phagen T4. Das Gen funktionierte bei einem oder zwei Einschüben nicht, wohl aber bei drei Einschüben oder bei einem Einschub plus einem Verlust. Daraus schlossen sie: Der Code wird in Dreiergruppen ohne Kommas ab einem festen Startpunkt gelesen.
Was kann ich in der App Leserahmen einstellen?
Du wählst keine, eine, zwei oder drei Einschübe, einen Verlust oder Einschub plus Verlust, verschiebst die Stelle der ersten Mutation und lässt das Lesefenster laufen. Umschaltbar zwischen einem Satz aus Wörtern und einer mRNA mit Aminosäuren.

Fach: Biologie (Gymnasium)

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