Genetik-Grundlagen
Genetik-Grundlagen
Genetik-Grundlagen
Erfolgreiche ePaper selbst erstellen
Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
Chromosom<br />
• Faden- oder stäbchenförmiges Gebilde im Zellkern<br />
• Besteht aus Erbmaterial (DNA) u. Proteine<br />
• Jede Tier- u. Pflanzenart hat eine best. Anzahl an<br />
Chromosomen, die in jeder Zelle eines Organismus<br />
identisch ist.<br />
• Körperzellen- doppelter Chromosomensatz<br />
(diploid)-1Vater, 1Mutter<br />
• Keimzellen einfachen Chromosomensatz (haploid)<br />
8.11.2006 1
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
Chromatid: Zwei<br />
identischen Längshälfte<br />
eines Chromosoms<br />
Zentromer: Primäre<br />
Einschnürungsstelle eines<br />
Chromosoms<br />
Genom: Alle Chromosomen<br />
einer Zelle<br />
Bau-Chromosom<br />
8.11.2006 2
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
Die Erbinformationen der Eukaryonten liegt in den<br />
Chromosomen der Zellkernen, die der Bakterien in<br />
einen ringförmigen Chromosom, die der Viren frei als<br />
Strang vor.<br />
8.11.2006 3
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
• Die Erbinformation der Zellen ist in dem Stoff<br />
Desoxy-Ribonuklein-Säure (DNA) gespeichert.<br />
• Nukleotide sind Bausteine der DNA<br />
• Jedes Nukleotid besteht aus 3 Bestandteilen:<br />
organische Base (B), Pentose (Z),<br />
Phosphorsäure (P)<br />
8.11.2006 4
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
8.11.2006 5
Basenpaarung<br />
Adenin + Guanin = Purin-Basen<br />
Cytosin + Thymin + Uracil = Pyrimidin-Basen<br />
8.11.2006 6
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
• DNA hat 4 verschiedene<br />
Basen:<br />
1. Adenin (A)<br />
2. Guanin (G)<br />
3. Cytosin (C)<br />
4. Thymin (T)<br />
• Dabei paaren sich immer<br />
die gleichen Basen<br />
(Basenpaarung).<br />
8.11.2006 7
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
Adenin paart sich immer mit Thymin und Guanin mit<br />
Cytosin. Die gepaarten Basen liegen in einer<br />
Ebene. DNA enthält gleichviel C wie G und<br />
gleichviel A wie T. Abwechselnde Kette von<br />
Phosphat- Zucker- Phosphat-Zucker. DNA- Molekül<br />
liegt räumlich als Helix vor. Stabilisierung durch H-<br />
Brücken<br />
8.11.2006 8
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
DNA- Replikation<br />
• Um wieder ein Chromosom zu bilden, das 2<br />
Chromatiden aufweist, muss sich das in der<br />
Chromatide enthaltene DNA- Molekül<br />
verdoppeln.<br />
Dieser Vorgang der DNA- Verdoppelung<br />
nennt man Replikation (=Nachbildung)<br />
8.11.2006 9
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
• Trennung der DNA- Stränge durch Enzym<br />
Helicase Entstehung zwei Einzelstränge<br />
• Lagerung komplementärer Nukleotide an den<br />
ungepaarten Basen durch Enzym DNA-<br />
Polymerase (Replikase) Entstehung der<br />
Tochterstränge<br />
Aus 1 DS entstehen 2 neue, identische<br />
DS. Jeder neuer DS besteht aus 1 alten und 1<br />
neuen DS.<br />
8.11.2006 10
<strong>Grundlagen</strong>- <strong>Genetik</strong><br />
8.11.2006 11
Bau des DNA-Stranges<br />
Nukleotid<br />
5‘-Ende<br />
8.11.2006 12<br />
3‘-Ende
Nukleotide/ATP<br />
ähnliche Struktur verschiedene Funktionen !<br />
Adenosin<br />
ATP<br />
Baustein der DNA / RNA kurzfristiger Energieträger<br />
8.11.2006 13
DNA-Synthese in 5‘3‘ Richtung:<br />
Primer<br />
Okazaki-Fragment<br />
8.11.2006 14
DNA-Replikation<br />
Primer = Nukleotidsequenz bezeichnet, die als<br />
Startpunkt für DNA-replizierende Enzyme<br />
wie die DNA-Polymerase dient.<br />
8.11.2006 15
Genexpression/Proteinsynthese:<br />
Exon = von engl.: expressed region<br />
Introns = von engl.: intervening regions<br />
8.11.2006 16
Splicing: = herausschneiden der Introns<br />
8.11.2006 17
Unterschiede DNA / mRNA<br />
DNA RNA<br />
<br />
Uracil<br />
Erhöhung der Stabilität<br />
durch Schutz vor<br />
AbbauErhöhung der<br />
Translatierbarkeit.<br />
mRNA 5‘ Kappe Poly-A-Schwanz<br />
8.11.2006 18
Vom Gen zum Protein<br />
8.11.2006 19
codogener Strang = DNA-Einzelstrang<br />
einer DNA-Doppelhelix, dessen genetische<br />
Information während der Transkription der<br />
DNA dazu genutzt wird, mit Hilfe<br />
komplementärer Basenpaarungen einen<br />
mRNA-Einzelstrang zu bilden.<br />
auch: Matrizen-Strang, Sense-Strang<br />
8.11.2006 20
Operon-Modell<br />
Transkriptionsfaktor<br />
inaktiv aktiv<br />
Promotorregion<br />
RNA-Polymerase<br />
8.11.2006 21
Repression<br />
an der<br />
Operatorregion<br />
Operator<br />
8.11.2006 22<br />
RNA-Polymerase
Als Codon bezeichnet man eine in mRNA-<br />
Molekülen vorkommende Sequenz von<br />
drei Nukleotiden, die im genetischen<br />
Code eine Aminosäure bzw. das<br />
Start/Stop-Signal codiert.<br />
3 Basen = 1 Aminosäure<br />
Anticodon = Basentriplett der tRNA, mit der<br />
sie an das Codon (mRNA)<br />
8.11.2006 23<br />
bindet
Codon /<br />
Anticodon<br />
8.11.2006 24
3 Etappen der Translation<br />
1. Initiation: Bildung eines Initiationskomplex der<br />
Vorausetzung für die 2. ist.<br />
2. Elongation: wachsen der Polypeptidkette<br />
3. Termination: Stopp der Synthese durch<br />
Terminations-Codons<br />
Polysomen = Ausdruck des Mechanismus der Translation, bei<br />
dem dieselbe mRNA mehrfach, praktisch zeitgleich,<br />
abgelesen wird und daher von einem mRNA-Molekül viele<br />
8.11.2006 25<br />
Proteine erzeugt werden können.
Codon Sonne<br />
8.11.2006 26
Transkriptionseinheit = DNA Sequenz einschließlich<br />
Start- und Terminationseinheit, die in<br />
ein einziges RNA-Molekül<br />
transkribiert werden.<br />
Gen = ein mRNA-Molekül Polypeptid<br />
Promotor = Initiationregion, an der die Transkription beginnt<br />
Strukturgene = Polypeptid codierende Gene<br />
Regulatorgen = Gen, das eine RNA oder ein Protein<br />
codiert, die die Expression anderer Gene<br />
kontrolieren<br />
Transkriptionsfaktor = Protein, das für die Initiation der<br />
RNA-Polymerase bei der<br />
Transkription von Bedeutung ist<br />
8.11.2006 27
RNA-Typen<br />
mRNA = „messenger“; überträgt die Info. für<br />
die AS-Sequenz eines Proteins von der DNA<br />
auf die Ribosomen<br />
tRNA = „transfer“; dient bei der<br />
Proteinsynthese als adapter zwischen<br />
mRNA-Codons und AS, transportiert AS zu<br />
den Ribosomen<br />
rRNA = „ribosomale“; strukturelle und<br />
katalytische Rolle in Ribosomen<br />
8.11.2006 28
Kontrollmöglichkeiten der Genexpression<br />
8.11.2006 29
Fragen:<br />
1. Was ist ein Nucleotid und wie ist er<br />
aufgebaut?<br />
2. Welche Funktionen haben die<br />
verschiedenen Typen der zellulären RNA?<br />
3. Was ist ein Gen?<br />
4. Was ist ein Primer?<br />
5. Was codiert das Basentriplett „A-G-U“ auf<br />
der mRNA?<br />
8.11.2006 30