Genetik-Grundlagen

Grundlagen- Genetik
Chromosom
• Faden- oder stäbchenförmiges Gebilde im Zellkern
• Besteht aus Erbmaterial (DNA) u. Proteine
• Jede Tier- u. Pflanzenart hat eine best. Anzahl an
Chromosomen, die in jeder Zelle eines Organismus
identisch ist.
• Körperzellen- doppelter Chromosomensatz
(diploid)-1Vater, 1Mutter
• Keimzellen einfachen Chromosomensatz (haploid)
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Grundlagen- Genetik
Chromatid: Zwei
identischen Längshälfte
eines Chromosoms
Zentromer: Primäre
Einschnürungsstelle eines
Chromosoms
Genom: Alle Chromosomen
einer Zelle
Bau-Chromosom
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Grundlagen- Genetik
Die Erbinformationen der Eukaryonten liegt in den
Chromosomen der Zellkernen, die der Bakterien in
einen ringförmigen Chromosom, die der Viren frei als
Strang vor.
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Grundlagen- Genetik
• Die Erbinformation der Zellen ist in dem Stoff
Desoxy-Ribonuklein-Säure (DNA) gespeichert.
• Nukleotide sind Bausteine der DNA
• Jedes Nukleotid besteht aus 3 Bestandteilen:
organische Base (B), Pentose (Z),
Phosphorsäure (P)
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Grundlagen- Genetik
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Basenpaarung
Adenin + Guanin = Purin-Basen
Cytosin + Thymin + Uracil = Pyrimidin-Basen
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Grundlagen- Genetik
• DNA hat 4 verschiedene
Basen:
1. Adenin (A)
2. Guanin (G)
3. Cytosin (C)
4. Thymin (T)
• Dabei paaren sich immer
die gleichen Basen
(Basenpaarung).
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Grundlagen- Genetik
Adenin paart sich immer mit Thymin und Guanin mit
Cytosin. Die gepaarten Basen liegen in einer
Ebene. DNA enthält gleichviel C wie G und
gleichviel A wie T. Abwechselnde Kette von
Phosphat- Zucker- Phosphat-Zucker. DNA- Molekül
liegt räumlich als Helix vor. Stabilisierung durch H-
Brücken
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Grundlagen- Genetik
DNA- Replikation
• Um wieder ein Chromosom zu bilden, das 2
Chromatiden aufweist, muss sich das in der
Chromatide enthaltene DNA- Molekül
verdoppeln.
Dieser Vorgang der DNA- Verdoppelung
nennt man Replikation (=Nachbildung)
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Grundlagen- Genetik
• Trennung der DNA- Stränge durch Enzym
Helicase Entstehung zwei Einzelstränge
• Lagerung komplementärer Nukleotide an den
ungepaarten Basen durch Enzym DNA-
Polymerase (Replikase) Entstehung der
Tochterstränge
Aus 1 DS entstehen 2 neue, identische
DS. Jeder neuer DS besteht aus 1 alten und 1
neuen DS.
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Grundlagen- Genetik
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Bau des DNA-Stranges
Nukleotid
5‘-Ende
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3‘-Ende

Nukleotide/ATP
ähnliche Struktur verschiedene Funktionen !
Adenosin
ATP
Baustein der DNA / RNA kurzfristiger Energieträger
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DNA-Synthese in 5‘3‘ Richtung:
Primer
Okazaki-Fragment
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DNA-Replikation
Primer = Nukleotidsequenz bezeichnet, die als
Startpunkt für DNA-replizierende Enzyme
wie die DNA-Polymerase dient.
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Genexpression/Proteinsynthese:
Exon = von engl.: expressed region
Introns = von engl.: intervening regions
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Splicing: = herausschneiden der Introns
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Unterschiede DNA / mRNA
DNA RNA
Uracil
Erhöhung der Stabilität
durch Schutz vor
AbbauErhöhung der
Translatierbarkeit.
mRNA 5‘ Kappe Poly-A-Schwanz
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Vom Gen zum Protein
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codogener Strang = DNA-Einzelstrang
einer DNA-Doppelhelix, dessen genetische
Information während der Transkription der
DNA dazu genutzt wird, mit Hilfe
komplementärer Basenpaarungen einen
mRNA-Einzelstrang zu bilden.
auch: Matrizen-Strang, Sense-Strang
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Operon-Modell
Transkriptionsfaktor
inaktiv aktiv
Promotorregion
RNA-Polymerase
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Repression
an der
Operatorregion
Operator
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RNA-Polymerase

Als Codon bezeichnet man eine in mRNA-
Molekülen vorkommende Sequenz von
drei Nukleotiden, die im genetischen
Code eine Aminosäure bzw. das
Start/Stop-Signal codiert.
3 Basen = 1 Aminosäure
Anticodon = Basentriplett der tRNA, mit der
sie an das Codon (mRNA)
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bindet

Codon /
Anticodon
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3 Etappen der Translation
1. Initiation: Bildung eines Initiationskomplex der
Vorausetzung für die 2. ist.
2. Elongation: wachsen der Polypeptidkette
3. Termination: Stopp der Synthese durch
Terminations-Codons
Polysomen = Ausdruck des Mechanismus der Translation, bei
dem dieselbe mRNA mehrfach, praktisch zeitgleich,
abgelesen wird und daher von einem mRNA-Molekül viele
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Proteine erzeugt werden können.

Codon Sonne
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Transkriptionseinheit = DNA Sequenz einschließlich
Start- und Terminationseinheit, die in
ein einziges RNA-Molekül
transkribiert werden.
Gen = ein mRNA-Molekül Polypeptid
Promotor = Initiationregion, an der die Transkription beginnt
Strukturgene = Polypeptid codierende Gene
Regulatorgen = Gen, das eine RNA oder ein Protein
codiert, die die Expression anderer Gene
kontrolieren
Transkriptionsfaktor = Protein, das für die Initiation der
RNA-Polymerase bei der
Transkription von Bedeutung ist
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RNA-Typen
mRNA = „messenger“; überträgt die Info. für
die AS-Sequenz eines Proteins von der DNA
auf die Ribosomen
tRNA = „transfer“; dient bei der
Proteinsynthese als adapter zwischen
mRNA-Codons und AS, transportiert AS zu
den Ribosomen
rRNA = „ribosomale“; strukturelle und
katalytische Rolle in Ribosomen
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Kontrollmöglichkeiten der Genexpression
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Fragen:
1. Was ist ein Nucleotid und wie ist er
aufgebaut?
2. Welche Funktionen haben die
verschiedenen Typen der zellulären RNA?
3. Was ist ein Gen?
4. Was ist ein Primer?
5. Was codiert das Basentriplett „A-G-U“ auf
der mRNA?
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