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4. Vom Gen zum Protein
Wie entsteht nun aus der Abfolge von A, C, T und G ein Mensch? Das Alphabet der Gene wird in den Bauplan der Proteine übersetzt: Ein Gen ist Information auf dem DNA-Strang. Diese Information wird für den Aufbau von Proteinen genutzt. Erst die Proteine machen das Wesen einer Zelle aus; als Enzyme, Hormone, Struktur- oder Regulatorproteine und vieles mehr. Sie transportieren im Körper bestimmte chemische Verbindungen (z. B Hämoglobin). Der ganze Energiehaushalt des Menschen wird von Proteinen organisiert. Zellen bestehen nebst Wasser zum grössten Teil aus Proteinen.
Den Grundbaustein der Proteine stellt ein Satz von 20 verschiedenen Aminosäuren dar.
Der Schritt vom Gen zum Protein ist aufgeteilt in Transkription und Translation (für einen Überblick siehe Grafik 1.2.1 und 1.2.2). In einer ersten Phase wird die genetische Information der DNA in RNA überschrieben. Dieser Vorgang heisst Transkription (siehe Video 1.4).
Der nächste Schritt heisst Translation (siehe Video 1.5 und Grafik 1.3). Jeweils drei Bausteine auf dem mRNA-Faden werden in eine bestimmte Aminosäure übersetzt. Aus CUU wird zum Beispiel die Aminosäure Leucin, aus AGA wird Arginin usw. Die einzelnen Aminosäuren reihen sich aneinander und aus der daraus entstehenden Kette faltet sich dann das dreidimensionale funktionale Protein.
Kinder erhalten die Hälfte der Gene von der Mutter und die andere Hälfte vom Vater. Falls ein Kind zum Beispiel Sommersprossen hat, so enthält sein Genom das «Gen für Sommersprossen», das entweder vom Vater oder von der Mutter oder von beiden stammt. Die Zelle des Kindes übersetzt nun die genetische Information in das Merkmal Sommersprossen. Das «Gen für Sommersprossen» sorgt für die Herstellung von Proteinen und durch das Zusammenwirken dieser Proteine kommt es zur Ausprägung des Erbmerkmals, den Sommersprossen im Gesicht (siehe Box).
Rothaarige Schotten:
Heute weiss man, dass spezifische Varianten des sogenannten Ginger-Gens MC1R (rote Haare und helle Haut) auch für Sommersprossen verantwortlich sind. Entgegen der Annahme hat nicht Irland die meisten rothaarigen Bewohner, sondern Schottland mit ca. 13 Prozent. 40 Prozent der Schotten tragen das Ginger-Gen in sich. Möglicherweise hatten bereits Neandertaler in Europa rote Haare: Darauf deuten Funde einer Variante des MC1R-Gens hin. Das Ginger-Gen dürfte somit älter als 50 000 Jahre sein.