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Mitschrift (Lernskript)

Mitschrift: Biologie: Genetik bei Elisabeth Raggautz

6.016 / ~24 sternsternsternsternstern Jonas K. . 2018
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Mitschrift
Biowissenschaften

BG/BRG Kirchengasse Graz

1, Prof. Mag. Elisabeth Raggautz, 2016

Jonas K. ©
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sternsternsternsternstern
ID# 76494







Genetik

Die Vererbungslehre


Sie beschäftigt sich damit, wie Merkmale, sprich Gene, von einer Generation zur nächsten übertragen werden.

Sie untersucht, auf welcher zell- und molekularbiologischen Grundlage die Vererbung beruht.


DNA-Profilanalyse

aka Genetischer Fingerabrdruck

Wird in der Kriminalistik verwendet (in De das erstes mal 1988 verwendet).

Wird zur Erforschung von wirksamen Medikamenten herangezogen, oder um eine Laktoseintoleranz zu erruieren.


Grundlagen


Klassische Genetik → Molekulargenetik → angewandte Genetik


Klassische Genetik

Beschäftigt sich mit den Gesetzmäßigkeiten der Vererbung, von körperlichen Merkmalen der Lebewesen. Das äußere Erscheinungsbild wird als Phänotypus bezeichnet, er umschließt nicht alle Merkmale. Der Genotypus beinhaltet sämtlicher Merkmale, die ein Individuum in seiner DNA gespeichert hat.

Erbanlagen werden als Gene bezeichnet. Gene sind für die Ausprägung von Merkmalen verantwortlich.

1 Gen = ein Abschnitt der DNA. Enthält die Information zu Bau eines oder mehrer bestimmten Eiweißes.

Es wird auch der „Charakter“ vererbt. Neben der Vererbung hat auch der Umwelteinfluss Einfluss. z.B. an der Geschlechtsbestimmung (gegen Ende der Embryonalentwicklung, Ende 2. Monat) etc. sind Gene beteiligt. Verhalten: das männliche Geschlechtshormon Testostoron, auf die Gewaltbereitschaft wirkt. Sichelzellenanämie, kann von Eltern auf Kinder übertragen werden, die Betroffenen produzieren abnormes Hämoglobin = kristallisiert aus, verursacht eine Veränderung der roten Blutkörperchen, nicht mehr rund,sondern sichelförmig, kann Sauerstoff nicht ordentlich transportieren, hauptsächlich in Afrika vorkommend, Malariezellen greifen Sichelzellen nicht an.


Erbanlagen

Im Zellkern befinden sich Nuklei, in denen DNA enthalten ist.

Beim Menschen befinden sich im Normalfall 46 Chromosome in einen Zellkern.

In der Interphase (Ruhephase vor und nach der letzten Zellteilung) hat man ein Chromatingerüst.

Chromosome bestehen aus 2 gleichen Hälften, den sog. Chromatiden.

Chromatide sind über ein sog. Centromer miteinander verbunden.

Chromatiden enthalten die Gene.

Von den 46 Chromosomen sind jeweils 2 die sich in Funktion, Größe und Form ähneln → „homologe“ Chromosomenpaaren.

Ein Chromosom von der Mutter, eines vom Vater.

Der Chromosomensatz ist doppelt → „diploid“ 2n(Körper und Urgeschlechtszelle); einfacher → „haploid“ n (reifen Geschlechtszellen, durch Meiose).

Ein nicht homologes Chromosomenpaar ist das 23. Paar beim Mann (bei Frau XX, und damit homolog).

1 – 22 = „Autosome“, Körperchromosome

23 = „Gonosom“, Geschlechtschromosome

Chromosome werden isoliert, in einer Zellkultur vermehrt.

Gegen Ende der Metaphase (bei Zellteilung), wird das Kernmaterial in seiner Teilung unterbrochen mit Eosin. Isoliert, in einer Zellkultur vermehrt.

Karyogramm erstellt eine Grafik von allen Chromosomen.

X hat ca. 1000 Gene gespeichert.

Y hat unter 100, ca. 78.


Nicht merken!!!

Ein Wurm hat 2 Chromosome, Fruchtfliege hat 4, Hefe hat 32, eine Armeise 48, Chimpanze hat 48, Hund hat 78(???), Einsiedlerkrebs hat 254, einige Farnarten können bis zu 630 Chromosomen haben.


Vererbung des Geschlechtes

Das Geschlecht eines Lebewesens wird Ende 2. Monat Anfang 3. Monat festgelegt.

Es kann aber auch sein, das Umwelteinflüsse für die Geschlechtsbestimmung verantwortlich sind (Tierreich). Wenn Umwelteinflüsse verantwortlich sind, spricht man von phänotypischer Geschlechtsbestimmung. z.B. gibt es Missisippi Aligator, es ist hier die Umgebungstemperatur verantwortlich, ob Mann oder Frau zur Welt kommt. Bei 30°C weiblich, jenseits der 34°C männliche.

Bei vielen Insekten, allen Vögeln und Säugetieren sind keine äußeren Faktoren für die Bestimmung des Geschlechtes verantwortlich, es spielen nur die Erbanlagen eine Rolle → „genotypische Geschlechtsbestimmung“. Es wird im Zuge der Embryonalentwiclung im Mutterleib das Geschlecht festgelegt.

Bei der Frau 22 X, beim Mann 22 X oder 22 Y.

Das Verhätlnis von X zu Y Chromosmen ist ca. 50/50. Es kommen ein wenig mehr Buben als Mädchen zur Welt. Auf 100 Mädchen kommen 106 Buben.

X-Y-System.


Unterschiede bei der Entwicklung weiblicher und männlicher Ebryonen:

Y-Chromosome sbestehen aus 16 Genen, die den Genen des X-Chromosoms entsprechen (sprich homolog sind). Alle anderen des Y-Chromosoms, sind nicht homolog und nur beim männlichen Embryonen vorhanden.

SRY-Gen – in der 7 SSW (Schwangerschaftswoche) aktiviert. Es ist für die Ausbildung der Hoden verantwortlich, die sich aus den undifferenzierten Keimdrüsen des Embryos entwickeln.

Beim weiblichen Embryo wird eines der beiden X-Chromosome wird inaktiv, und als „Baar-Körperchen“ bezeichnet, kann durch entsprechende Färbung (Eiosin, oder Methylblau) im Zellkern sichtbar gemacht werden.

Es ist Zufall, welches X-Chromosom deaktiviert wird (väterlich oder mütterlich).

Für den Geschlechtstest im Hochleistungssport werden von der Mundschleimhut oder der Haarwurzel Zellen entnommen, angefärbt, wenn Baar-Körperchen gefunden werden → Sportlerin.

Eine Inaktivierung der X-Chromosomen kann man auch bei rot-schwarz gescheckten Katzen entdecken. Sie haben von ihren Eltern X-Chromosome bekommen, die entweder Erbalangen für rotes oder schwarzes Fell bekommen, je nachdem welches Chromosom deaktiviert wird tritt die andere Farbe auf.


Warum ist jeder Mensch einmalig?

Lebenwesen pflazen sich fort und geben ihre Erbinformationen weiter.

Im Zuge des Entwicklungszykluses während der Meiose aus dipoloiden haploide entwickeln.

Befruchtete Eizellen sind wieder diploid. Es kann deswegen zu Neukombinationen des Erbmaterials führen. Die „genetische Variabilität“ wird erhöht. Man versteht darunter die „Unterschiedlichkeit von Individuen in ihren Erbanlagen“.

Der Variabilität liegen 3 Vorgänge zu Grunde:

  • Die Verteilung der Chromosome auf die Keimzellen während der Meiose

  • Unterschiedliche Genausprägung

  • Rekombination von Erbanlagen

3 der Chromosomenpaare 23 Kombinationsmöglichkeiten.

Bei 22 ca. 4 Millionen.


Unterschiedliche Ausprägung von Genen

sog. Allelen.

Die Allelen unterscheiden sich strukturell nur geringfügig, aber führen zu unterschiedlicher Merkmalsausprägung. Diploide Lebewesen haben für jedes Merkmal 2 Allele (Vater und Mutter).

z.B. Haarfarbe, sitzt auf einem bestimmten Chromosom, ein Allel für Blond eins für Braun, es kommt drauf an, welches der Allele dominant ist, welches rezessiv. Wenn es dominant ist, ist es sichtbar. Rezessiv ist nur im Genotypus vorhanden.


Crossing over findet in der Mitte der ersten Prophase (Meiose) statt. Es kann passieren, dass sich Teile des Chromtids überschneiden und so Informationen austauschen.


Das Überkreuzen nennt man Chiasmabildung, es entstehen Tetraden, Stücke der Chromosome tauschen sich aus.


Geschichte der klassischen Genetik


Platon (ca 400 v. Chr.) vermutete, dass Vater als auch Mutter gleichermaßen für die Merkmale verantwortlich ist.

Hypokrates vermutete, dass der Mann für die Bildung der Spermien verantwortlich („und bei mütterlichen aus ähnlichen Flüssigkeiten“).

Francesco Redi, ein Italiener, ca 1650.

Zwei Töpfe, der eine abgedeckt, der andere nicht. In dem freien Topf legten Fliegen Eier, Lebendiges könne als nicht aus Totem entstehen.

Harvey, englischer Wissenschaftler.

Stellte Versuche mit Hühnerembryonen an.

Alles würde aus einem Ei entstehen.

Leeuwenhoek, ein Holländer, Biologe, und Tuchhändler. Der erste, der ein Microscop verwendete.

Oscar Herdwig erbrachte den Nachweis, dass das Verschmelzen von Ei und Samenzelle die rundlage für die Entstehung neuen Lebens ist (1827 – Zahlen werden nicht gefragt).


Die Gesetzmäßigkeiten gehen auf Gregor Mendel (geb. 1822 – 6.1.1884), ein Augustina Mönch aus Tschechien.

Ab 1844 führte er Kreuzungsversuche an Erbsen durch.

1866 veröffentlichte er eine Arbeit zu seinen Erkenntnissen („Versuche über Pflanzenhybride“).

Zu Lebzeiten erhielt er keine Ehren.

1900 griffen 3 Personen die erblehre unabhängig von einander auf.


Nicht merken!

Hugo de Vries (aus Amsterdam 1848 – 1935)

Carl e Correnz (Thüringen 1864 – 1933)

Erich von Tschermark-Sysenegg (Österreicher, Wien 1871 – 1962)


Mendel'sche Regeln

Gartenerbse anhand verschiedener Merkmale.

  • Blütenfarbe (weiß + lila/rot)

  • Samenfarbe (grün + gelb)

  • Samenform (rund + runzelig)

  • Hülsenform (glatt + eingeschnürrt)

  • Wuchsform (hoch- + kleinwüchsig)


1862 August

Erbgang: monohybride Kreuzung

Merkmal: Samenfarbe (grün+ gelb)

Erbsenlinie:

Es sind Pflanzen verwendet worden, die reinerbig („homozygote“) waren.

Die Blüte wird von einem Sack abgedeckt, damit sie nicht vin einem Insekt bestäubt wird.

Filiageneration (F)

großbuchstabe ist dominant.

P:Körperzellen GG X gg

Geschlechtzellen G G X g g

F1: Gg Gg Gg Gg

→ 1. Mendel'sche Regel – Uniformitätsregel:

Kreuzt man zwei homozygote Eltern der selben Artdie sich in einem Mermkmal unterscheiden, dann entstehen in der F1-Generation Mischlinge = Hybride = Bastarde, die in Bezug auf dieses Merkmal alle gleich = unifiorm.

  • Phänotypus: es sind alle gelb.

  • Genotypus: ist gelb und grün.

Gelb ist dominant, grün rezessiv.


Intermediäre Erbgänge

Wunderblume – Blütenfarbe (weiß/rot)

ff – weiß

f*f* – rot

P f*f* X ff

F1 f*f f*f f*f f*f → uniformer Phänotypus, aber rosarot (weil keines dominant).


f*f X f*

F2 f*f* f*f f*f ff

rot rosa weiß


→ 2. Mendel'sche Regel – „Spaltungsregel“

Kreuzt man 2 Individuen der F1 Generation untereinander, so spalten sich die Individuen der F2 Generation phänotypisch im Zahlenverhätlnis 1:2:1


GgXGg

GG Gg Gg GG

gelb gelb gelb grün


→ Spaltungsverhältnis 3:1


1:2:1


Rückkreuzung

oder Testkreuzung


dient der Feststellung, ob ein Individuum rein-, oder mischerbig ist.

Ein Elternteil muss auf das untersuchte Merkmal reinerbig rezessiv sein.

Erbsenfarbe grün/gelb

P gg X Gg

F1 Gg gg gg Gg

1:1


P gg X GG

F1 Gg Gg Gg Gg


P gg X gg

F1 gg gg gg gg


Dihybrider Erbgang

Man bertrachtet 2 verschiedene Merkmale

F2 braucht man ein Mischungsquadrat.

Erbse Form (rund RR/runzelig rr) und Farbe (gelb GG/Grün gg)

P GGRR X ggrr

F1 GgRr X GgRr

F2


GR

Gr

Rg

gr

GR

GGRR

GGrr

GgRR

GgRr

Gr

GGRr

GGrr

GgRr

Ggrr

Rg

GgRR

GgRr

ggRR

ggRr

gr

GgRr

Ggrr

ggRr

ggrr

GGRR → gelb rund 9

Ggrr → gelb runzelig 3

ggRR → grün rund 3

ggrr → grün runzelig 1

Spaltungsregel 9:3:3:1 – phänotypisch


2 neue Rassen ggRR und Ggrr.


Häsin Fellfarbe: schwarz S, angorahaarig b,

Hase Fellfarbe: weiß s, glatthaarig B,

schwrz ist dominant über weiß.


P SSbb X ssBB

Sb sB

F1 SsBb X SsBb

F2



SB

Sb

Bs

sb

SB

SSBB

SSBb

SsBB

SsBb

Sb

SSBb

Ssbb

SsBb

Ssbb

Bs

SsBB

SsBb

ssBB

ssBb

sb

SsBb

Ssbb

ssBb

ssbb

SSBB – schwarz glatt 9

SSbb – schwarz angora 3

ssBB – weiß glat 3

ssbb – weiß angora 1


3. Mendel'sche Regel – Unabhängigkeitsregel

Gene werden von Generation zu Generation vererbt, und bei der Keimzellbildung neu kombiniert.


Es gibt Merkmalspaare (Heer Morgan) die so nahe beieinander liegen, dass sie praktisch nicht getrennt werden. Der Abstand wird Morganabstand genannt.


Mendel'schen Regeln in der Humanbiologie

Gene des Menschen die die Körpermerkmale beeinhalten werden als Autosome bezeichnet.

Beim Menschen sind die Chromosome 1-22 dafür zuständig.

Man spricht von autosomaler Vererbung.

Gonosome – 23. Paar - Gonosomale Vererbung


Autosomale Vererbung:

z.B. Ohrläppchen. Ob sie hängen oder angewachsen sind. Wenn angewachsen besitzt dieser Mensch 2 rezessive Allele für dieses Merkmal.

Nasenform. Allel für eine gerade, bis hackenformig sind dominant. Stupsnase ist rezessiv.

Haarform wird intermediär vererbt. Ein Allel ist für die Ausbildung glatter Haare, ein Allel für gelockte Haare verantwortlich. Wenn ein Mensch hetrozygot auf dieses Merkmal ist, sind die Haare gewellt. Weil das Allel für glatte nur unvollständig über die der gelockten dominiert.



Chromosomentheorie der Vererbung

Mendel erkannte nach welchen Regeln die Erbanlagen weiterggeben werden, er wusste aber nicht wie die Erbanlagen beschaffen sind oder wo sie sind.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts, war bekannt, dass die genetischen Informationen im Zellkern liegen, in den Körperzellen, und über Geschlechtszellen weitergegeben.


Walter Sutton und Theodor Boveri entwickelten unabhängig von einander die Chromosomentheorie der Vererbung (1904/1905).

Die wesentliche Aussage:

Die Chromosomen sind die Träger der Erbanlagen. Sie werden durch selbstständige Einheiten weitergegeben.


Mendel

Chromosomentheorie

Weitergabe der Erbanlagen an die nächste Generation über selbstständige Einheiten.

Chromosome werden übber selbstständige Einheiten an die nächste Generation weitergegeben.

Erbanlagen seien paarweise enthalten.

Chromosomen sind paarweise enthalten. („homologe Chromosomenpaare“)

Die Geschlechtszelle enthält je eine Erbanlage eines Paares.

Jede Geschlechtszelle enthält je eines der beiden homologen Chromosomen.

Bei der Meiose werden die Erbanlagen unabhängig von einander auf die Geschlechtszellen verteilt, und bei der Befruchtung neu kombiniert.

Bei der Meiose werden die homologen Chromosomen unabhängig von einander auf die Geschlechtszellen verteilt, und bei der Befruchtung neu kombiniert.

Der Name Chromosom wurde 1888 von Heinrich Wilhelm Waldeyer geprägt.

Walter Flemming, ein deutscher Zellbiologe, lieferte die Vorarbeit.

Pfropfversuch an Acetabularia. Ein Beweise dafür, dass der zellkern der träger der Erbanlagen ist. Bis zu 10cm groß. Der gesamte Körper besteht aus einer einzigen Zelle. Meist mit Rhizoide (Wurzelartige Strukturen) im Boden verankert. Daraus entspringt ein Stiel, der je nach Art einen unterschiedlichen Hut trägt. Der Kern befindet sich am Übergang zwischen Stiel und Rhizoid (enthält das Merkmal für die Art des Hutes).

Wenn man ein Stück des Stiels herausschneidet, und auf den Kernhaltigen Stiel einer anderen Pflanze aufpfropft, deren Hut eine andere Form hätte. Es entwickelt sich die Form die der Zellkern vorbestimmt.


Es gelang ihm den Zusammenhang zwischen der großen Anzahl von Genen und der kleinen Anzahl von Chromosomen zu erklären. Er sagt, dass ein Chromosom aus mehreren Genen bestehen muss. Er bestätigte die 1 und 2 Mendel'sche Regel, bei der dritten entdeckte er einen Wiedersrpuch. Dihybrider dominantrezessiver Versuch mit der Fruchfliege (besitzt nur 4 Chromosomenpaare, phänotyopische Merkmale sind eindeutig ausgeprägt).

Körperfarbe – braune (B) und schwarze (b).

Braun war dominant.

Flügelform – normal(F) und verkümmert (f).


P BBFF x bbff

BF bf

F1 BbFf

F2


BF

bf

BF

BBFF

BbFf

bf

BbFf

bbff

Phänoty: 3:1

Genotyp: 1:2:1

Nicht 9:3:3:1

Bergündung:

Die Merkmale befinden sich auf dem selben Gen. Man spricht von einer Koppelungsgruppe.


Weitere Versuche entwickelten doch neue Merkmalskombinationen, in einem kleinen Prozentsatz. Ffbb ist eine neue Variante → Crossingover in der Prophase der Meiose. Es kommt auf die Entfernung der Merkmale ab.

Er merkte auch, dass Gene linear am Chromosom sind. Der Abstand wird in Centimorgan (1cm) angegeben. 1CM = bei 100 Meiosen findet 1 Crossingover statt (1%ige Rekombination).

Er kreuzte weiters männliche Fliegen mit weißer Augenfarbe und weibliche mit roter. Die Individuen stammten aus der F1 Generation. In der F2 Generation blieben alle weiblichen rotäugig, die Männchen teilten sich 1:1 in rot- und weißäugig auf.

Rotäugigkeit ist auf dem X-Chromosom und es wird mit den Geschlechtschromosomen vererbt.


Hämophilie (Bluterkrankheit) A/B.

Bei A fehlt der Gerinnungsfaktor VIII, der in der Leber gebildet wird. Ist die häufigste Bluterkrankheit. Können Spontanblutungen bekommen. Beim Mann muss das X-Chromosom betroffen sein. Bei der Frau beide X-Chromosome. Bekannt wurde die Krankheit durch Adelige. Der Stammbaum von Königin Viktoria ausgehend ist ein Beispiel. Sehr viele männliche Nachkommen sind Bluter. Bei einem defekten X bei einer Frau spricht man von einer Konduktorin.

Bei B fehlt dert Geringsfaktor IX („Christmas-faktor“).


Rot-Grün-Sehschwäche.

Rezessiv-Gonosomale Vererbung.


Muskeldystrophie.

Muskelabbau. Tödlich bei Fortschritt.


X-Chromosomal rezessiv betriff hauptsächlich Männer.


Die Zähne werden bald kariös. Es gibt praktisch kein Mittel dagegen.


Vitamin-D resistitente Rachitis.

Vit. D ist für den Knochenbau wichtig.

Vitamin D wird vom Körper nicht aufgenommen. Kommt sehr selten vor.


Molekulargenetik

Morgan bewieß, dass Gene Teile von Chromosomen sind.

Man stellte die Frage, aus welcher Substanz die Chromosome aufgebaut seien?

Welcher ihrer Bestandteile ist die eigentliche Erbinformation?


Chromosome bestehen aus Proteinen.

Man ging davon aus, dass Proteine für die Information verantwortlich sind. Erwieß sich jedoch als falsch.

Es wurde bekannt, dass Phosphat, Zucker und Basen am Aufbau der DNA beteiligt sind.


Frederic Griffith war ein britischer Mediziner und experimentierte mit Mäusen. In den 1920 Jahren mit dem Erreger der Lungenentzündung (Pneumokokkus) experimentiert. Es gibt einen S-Stamm und einen R-Stamm. Beim S-Stamm handelt es sich um glatte (smooth), beim R-Stamm um Bakterien mit rauer Oberfläche. Um den Kern des S-Stammes befinde sich eine infektiöse Schleimkapsel.

Diese Möglichkeit wird auch als Tranformation bezeichnet.


Oswald Avery knüpfte an diese Experimente an. 1944 wieß er den Stoff der für die Transformation verantwortlich war, die DNA, nach.

Startete ebenfalls eine Versuchsreihe mit S-stämmigen Bakterien. Dort löste er jeweils eine Molekülsorte (Zucker, DNA, Protein) heraus. Die verlbeibenden Bestandteile ließ er mit dem harmlosen R-Stamm seinen Versuchsmäusen verabreichen. Auf diese Weise konnte er nachweise, wenn die DNA des S-Stammes in der Probe vorhanden war. Der Beweis dafür, dass die Information eine Schleimkapsel bilden zu können in der DNA enthalten ist.

Oswald Avery und seine Mitarbeiter ware damit die Begründer der Molekularbiologie (Wissenschaft des Feinbaus der Erbinformation auf molekularer Ebene).


Bau der DNA

Es beschäftigten sich mehrere Teams weltweit damit, die Struktur der DNA zu entschlüsseln.

Rosalin Franklin, britische Biochemikerin, 1958 an Krebs verstorben, war maßgeblich an der Entschlüsselung der DNA beteiligt, starb und erhielt nicht den Nobelpreis. Sie untersuchte mit ihrem Mitarbeiter, Maurice Wilkins, eine kristalisierte DNA mit X-Rays. Anhand der abgelenkten Strahelen erkannte sie ein Bäugungsmuster. Postulierte, dass die DNA aus zwei Strängen bestehe, und aufgewunden sei.


Bausteine und Struktur der DNA

Es handelt sich um ein kettenförmiges Molekül, das aus 1000 aneinander gereihten Nucleotiden besteht. Ein Nucleoid besteht aus einer Desoxiribose, ein Zucker mit 5 C Atomen, einem Phosphatrest (abgeletiet von der Phsophorsäure), und einer von 4 Basen:

  • A – Adenin

  • C – Cytosin

  • G – Guanin

  • T – Tymin


Bei der DNA handelt es sich um ein Molekül mit doppelhelix Struktur (Buch S. 14). Die Stricke bestehen aus einer Brücke von Phosphatresten und Zuckermolekülen. Entlang der Zucker-phosphatabfolge, ist immer das 3-C Atoms des einen Zuckers durch die Phosphatgruppe mit dem 5-C Atom des nächsten Zuckers verbunden. An einem Ende der Kette bleibt das 5-C Atom frei, am anderen das 3-C Atom.

In der Doppelhelix laufen diese beiden Stränge anti-paralell. Bei einem Strang ist das 5-C Ende dem 3-C Ende des anderen Strang gegenüber. Die Sprossen der Strickleiter bestehen jeweils aus einem Basenpaar, sie sind komplementär.


A komplementär zuT

C komplementär zu G

C,T sind sog. Pyrimidine, sprich Ringverbindungen.

Buch S. 13.

Immer ein zyklisches und ein bizyklisches.

Müssen über Wesserstoffbrücken miteinander verknüpft sein. Bei A,T 2 Wasserstoffbrückenbindungen, G,C haben 3 Wasserstoffbrückenbindungen. Der Abstand bleibt konstant.


Von DNA zu Chromosom

Die 46 Chromosomen würden einen Länge von 2m ergeben. DNA liegt in sehr stark verdichteter Form im Zellkern vor. Die DNA wird 2 mal um einen Komplex aus 8 Proteinen, der als Histon bezeichnet, wird gewickelt. Die Einheit aus DNA-Strang + Histonkomplex wird als Nucleosom bezeichnet. Auf jedem Nucleosom sitzt ein weiteres Histon, das die Aufgabe hat, die benachbarten Nucleosome miteinander zu verknüfen.

Auf diese Art und Weise entsteht der Chromatinfaden. Vor der Zellteilung legt er sich in Schleifen, und verdichtet sich immer mehr durch Verdrillen und Falten. In der Metaphase der Metose liegt ein Chromatinfaden als Chromosom, aus 2 Chromatiden, vor. Es wird von Schwesterchromatiden geredet.


Bau und Funktion der RNA

Ribonucleinsäure

Auch aus Nucleotiden aufgebaut. Der Zucker ist eine Ribose. Die Base Tymin wird durch Uracil (U, komplementär zu Adenin) ersertzt. DNA ist doppelsträngig, die RNA ist einzelsträngig. RNA und DNA sind Kernsäuren, Nucleinsäuren. Je nach Funktion kann man z.B. zwischen m-RNA (messager) oder t-RNA (transfer).


Buch S. 16/17.

Stoffwechselprozess, durch viele Enzyme gesteuert.

Um weitergegeben werden zu können muss sie verdoppelt werden.

Die Replikation beginnt am Reppliktionsursprung. Bei den Eukaryoten gibt es hunderte solcher Startpunkte (der Grund warum lange DNA-Moleküle schnell verdoppelt werden können), Bakterienchromosome haben nur eine.

An den Startstellen werden die Doppelstränge durch das Enzym Helicase entwunden und getrennt.

Damit sich die getrennten Einzestränge nicht wieder gleich verbinden lagern sich bestimmte Enzyme an, die als einzestrangbildende Enzyme bezeichnet.

Es wird als Replikationsgabel bezeichnet.

Die entwundenen Einzelstränge stehen als Matrizen zur Verfügung, daran lagern sich komplämentäre Nucleotide (befinden sich im Zellplasma) an.

Damit die DNA-Polimerase mit der Synthese beginnen kann, braucht sie eine Ansatzstelle, die als Primer bezeichnet wird.

Bei dem Primer handelt es sich um eine kurze RNA-Sequenz, die von Enzym Primase erzeugt wird.


DNA-Synthese

DNA-Polimerase wandert wie eine Schiebe beim Reißverschlusses, und verbindet auf diese Weise die freien Nukleotide mit den koplämentären Strängen.


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