Warum müssen drei Nukleotide für eine Aminosäure codieren?

Die Codierung von Aminosäuren durch Nukleotide über das sogenannte genetische Alphabet, das aus vier Basen besteht: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G) (bei RNA ist Uracil (U) anstelle von Thymin). Eine Aminosäure wird durch ein Codon repräsentiert, das aus drei aufeinanderfolgenden Nukleotiden besteht.

Der Grund, warum drei Nukleotide notwendig sind, liegt in der Anzahl der möglichen Kombinationen. Mit vier verschiedenen Nukleotiden können drei Nukleotide 64 verschiedene Kombinationen (4^3 = 64) bilden. Da es nur 20 verschiedene Aminosäuren gibt, reicht diese Anzahl aus, um jede Aminosäure mindestens einmal zu codieren.

Wären nur zwei Nukleotide pro Codon vorhanden, könnten nur 16 Kombinationen (4^2 = 16) gebildet werden, was nicht ausreichen würde, um alle 20 Aminosäuren zu codieren. Daher ist die Dreiergruppe der Nukleotide notwendig, um die Vielfalt der Aminosäuren abzudecken und um auch die Möglichkeit von Stop-Codons zu integrieren, die das Ende einer Proteinübersetzung signalisieren.