Biologie Flashcards
Mit was beschäftigt sich Genetik
untersucht die Vererbung von Merkmalen
Was ist klassische Genetik?
Mit Hilfe von Kreuzungsexperimenten weitergabe über Generationen überwachen
Wer gilt als Gründer der Genetik
Gregor Mendel im 19. Jhd
Augustiner Mönch
Gartenerbse (Samen, Blüte, Schote, Stengel)
Was ist Molekulargenetik
Struktur der DNA und ihrer Funktion (Replikation und Proteinsynthese)
Was versteht man unter Gentechnik
ist ein Anwendungsgebiet von Molekulargenetik
Meilensteine der Genetik
Darwin “Entstehung der Arten”
Mendel “Pflanzen”
Chromosome enthalten Gene
Gene kodieren Proteine
DNA ist eine DoppelHelix 1953 James Watson, Crick
Humangenom Referenzsequenz downloadbr
mendelsche Regeln
Gesetzmäßigkeiten der Vererbung
Was ist ein Gen
Erbanlage, enthält Informationen in Form von Basenabfolgen
Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA der eine bestimmte Funktion erfüllt. Oft enthält ein Gen den Bauplan zu einem Protein.
Was ist ein Allel
Variante eines Gens (z.b. rot, runzlig)
diploid vs. haploid
doppelter Chromosomensatz, für jedes Merkmal sind zwei Gene vorhanden vs. einfacher (bei Geschlechtszellen)
homozygot (reinerbig) vs. heterozygot (mischerbig)
beide allele sind gleich oder nicht
intermediärer Erbgang
eine Mischung aus beiden gelb und rot macht orange (nur rezessive allele)
kodominanter Erbgang
beide Allele sind vollständig ausgeprägt Blutgruppe AB
monohybrider Erbgang vs. dihybrid
Vererbung eines Erbmals wird untersucht vs. zwei Erbmale
Gamet
Geschlechtszelle (Samenzelle, Eizelle)
Mendels Erkenntnisse
Merkmale hängen von Erbanlagen ab, jedes Merkmal hat zwei Anlagen, die einander überdecken oder zusammenwirken können
Wie heißen die Mendelschen Regeln
- Uniformitätsregel (kreuzt man zwei Individuen einer Art die sich in einem Merkmal unterscheiden, das beide individuell reinerbig auweisen, so sind die Individuen der F1 Generation bei Betrachtung gleich)
- Spaltungsregel
Kreuzt man innerhalb von F1 treten Merkmalsausprägungen der P- und F1-Generation in Zahlenverhältnis 3:1 oder 1:2:1 auf. Die F1-Generation ist für das Gen heterozygot; es sind zwei Sorten der Gameten. - Unabhängigkeitsregel /Genkopplung
Allele verschiedener Gene können unabhängig voneinander vererbt werden. Bei einer Kreuzung der heterozygoten F1-Individuen entstehen dann neue Kombinationen von Merkmalsausprägungen, die weder in der P- noch in der F1-Generation zu beobachten waren.
Rückkreuzung
F1 mit P Generation kreuzen, um herauszufinden ob Rein oder mischerbig (Phänotyp homozygot oder heterozygot ist)
Die Merkmale spalten sich 50/50 auf
Wann gelten die Vererbungsregeln nicht
plasmatische Vererbung, wenn das Mermal nicht auf chromosomen liegt
heterosomale Vererbung, wenn es auf dem X Chromosom liegt bei Männer
wenn es von mehreren Genen beeinflusst wird (Polygenie)
wenn zweimal auf demselben Chromosom liegt
Crossing Over
Gen-Kopplung (rote Haare und Sommersprossen)
was ist multiple allelie
wenn es mehr als zwei Merkmalsausformungen für ein Gen gibt
was ist pleiotropie
zwei merkmale werden von einem gen beeinflusst
Für was sorgen Proteine
machen 50 Prozent des Zellgewichts (Trockenmasse)
Membrantransport
enzymatische Funktion
Antikörper
Aus was besteht ein Gen auf molekularer Ebene
- DNA-Abschnitt (Strukturgene)
- Regulatorgene
1.Strukturgene sind Gene, die für Proteine und RNAs kodieren, mit Ausnahme von regulatorischen Faktoren . Zu den Produkten gehören Strukturproteine und Enzyme
2. Die Genregulation beschreibt die Steuerung der Aktivität von Enzymen und wird auch unter dem Synonym Genexpression verstanden.
Wann sind Gene aktiv
Gene sind nur dann “aktiv”, wenn sie auch in Proteine translatiert (übersetzt) werden
Was ist DNA
Die DNS ist die Trägersubstanz der Erbinformation. Sie liegt in einer Doppelhelixstruktur vor. Sie besteht aus Nukleotiden, die ihrerseits aus einem Zucker, einem Phosphat und einer Stickstoffbase aufgebaut sind.
Was ist ein Makromolekül
ein großes Molekül, was aus Untereinheiten (Monomeren) aufgebaut ist
Die DNA ist ein Makromolekül
Wie ist ein DnS Strang aufgebaut
Jeder DNS-Strang besteht aus einem Rückgrat aus Phosphat und Zucker und den an den Zuckern hängenden Stickstoffbasen.
Wie heißen die Stickstoffbasen der DNS und welche passen zusammen
Von den vier Basen passen jeweils Adenin und Thymin sowie Cytosin und Guanin zusammen
Aus was besteht ein Nukleotid
Ein Nukleotid besteht aus einem Phosphat, einer Desoxyribose (als Zucker) und z.B. einem Guanin (als Base). Insgesamt gibt es vier verschiedene Nukleotide.
Wie komme ich von der DNS zum Chromosom
Die DNS liegt in Form einer Doppelhelix vor, die um sogenannte Histone gewickelt ist. Sie dreht sich dann weiter in eine Chromatin-Faser zusammen. In dieser Form kommt sie normalerweise im Zellkern vor. Nur während der Zellteilung werden die Chromatinfasern zu Bündeln verdichtet, die Chromosomen genannt werden. Der Mensch hat 23 Chromosomenpaare.
Wie ist ein Chromosom aufgebaut
Ein Chromosom besteht aus ein oder zwei Chromatiden, einem Mittelstück (Zentromer), Endstücken (Telomer) und kurzen und langen Chromosomenarmen.
Was wird in einem Karyogramm dargestellt
Die Gesamtheit der DNA eines Organismus
was bedeutet Autosomie
geschlechtsunabhängig
Wie funktioniert die DNA Replikation
Bei der DNS-Replikation wird der Doppelstrang aufgetrennt, und zwei neue Einzelstränge werden aus freien Nukleotiden ergänzt. Die DNS-Replikation verläuft also semikonservativ.
Wie läuft die Proteinsynthese ab
Bei der Proteinsynthese werden Basensequenzen in Aminosäuresequenzen übersetzt, wobei ein Basentriplett (= Codon) für eine Aminosäure steht. Die Proteinsynthese erfolgt in drei Schritten:
1. Transkription (In diesem Schritt wird von einem bestimmten Gen (=Bereich der DNS, der für das Protein kodiert) eine Kopie (= mRNS) erstellt. Die DNS wird in eine RNS umgeschrieben)
2. Translation (Übersetzung der Aminosäuren in Proteinsprache) Cytoplasma, vom Zellkern zum Ribosom
3. Faltung (Bildung der typischen Proteinstrukturen zur Erlangung der Funktion)
Was ist ein Codon
ein Basentriplett, das für eine Aminosäure steht
Wofür brauche ich eine Codierscheibe
Zum Kodieren zwischen mRNS Basensequenz und Aminosäuresequenz wird eine Codierscheibe verwendet.
Wie heisst der zweite Schritt der Proteinbiosynthese
Translation
Was macht das Ribosom bei der Proteinbiosynthese
Das Ribosom verknüpft die Aminosäuren, die von der tRNS getragen werden, nach Vorlage der mRNS miteinander.
Welche Strukturtypen gibt es für Proteine
Die Primärstruktur beschreibt lediglich die Abfolge der einzelnen Aminosäuren.
Die Sekundärstruktur beschreibt die Windungen der Aminosäurekette. Dabei kann es zu einer Alpha-Helix-Struktur (schraubig), oder zu einer Beta-Faltung (zick-zack gefaltet) kommen.
Die Tertiärstruktur beschreibt die räumliche Auffaltung des Fadens.
Die Quartärstruktur beschreibt das Aneinanderfügen von mehreren Proteinteilen.
drei Formen von Mutationen:
Gen-Mutationen: Die Mutation verändert ein einzelnes Gen
Chromosomen-Mutation: Die Mutation verändert ein Chromosom
Genom-Mutation: Die Mutation verändert die Anzahl der Chromosomen
Was sind mutagene Umwelteinflüsse und gib Beispiel
Dabei kann es sich um Strahlung (Radioaktivität oder UV-Strahlung) handeln, oder auch um Chemikalien (wie z.B. manche Rauchinhaltsstoffe).
mutagen ist immer kanzerogen nicht andersum
Welche Arten der Genmutation gibt es
Punktmutation (ein Basenpaar wird ausgetauscht, es passiert nichts, Aminonsäure bleibt gleich, veränderung, da neue Aminosäure, Stop)
Insertion (große Veränderung durch Rasterschub)
Deletion (große Veränderung durch Rasterschub)
Inversion (Änderung der Reihenfolge von kompletten Basenpaaren)
Was ist eine Chromosomenmutation
Die Chromosomenmutation ist eine Veränderung der Chromosomenstruktur, die meistens durch einen Fehler bei der Meiose ausgelöst wird.
was bestimmt beim Mensch das geschlecht
Heterosomenpaar bzw. Gonosomenpaar
Arten der Chromosomenmutation
Translokation (Einsatz bei einem anderen)
Deletion (geht verloren)
Inversion (dreht sich um, bleibt da)
Duplikation
was ist eine Genommutation
Eine Veränderung der Chromsomenzahl
was ist polyploidie
mehr als zwei vollständige Chromosomensätze
wie unterscheidet man erbkrankheiten und wie entstehen sie
Erbkrankheiten entstehen durch Gendefekte und werden entsprechend ihrem Erbgang vererbt.
heterosomal oder autosomal
dominant oder rezessiv
Beispiel für autosomale und eine gonosomale krankheit
Sichelzellenanämie (autosomal) Malaria
Bluterkrankheit (X- chromosom)
Was passiert bei der Präimplantationsdiagnostik
Bei der Präimplantationsdiagnostik werden Zellhaufen im 4−8 Zellstadium, die durch künstliche Befruchtung entstanden sind, vor der Implantation in den Körper der Mutter untersucht.
Beispiele für Biotechnologie
Gärung (Bier, Joghurt, Käse)
Penicillin
Kompostierung
welche gentechnischen Methoden gibt es
rot (für Medizin) Insulin, Diagnostik
grün (Landwirtschaft)
weiß (industriell) Waschmittel, Enzyme
grau (Umwelt) Mikroorganismen, Wasserreinigung
Was macht die DNA Sequenzierung
Durch DNA-Sequenzierung wird die Basenabfolge einer DNA bestimmt.
Wie heisst die häufigste Methode der DNA Sequenzierung
Sanger-Methode. Sie wird inzwischen automatisch von Geräten durchgeführt.
Gel-Elektrophorese, was ist das
Methode um einzelne DNA Abschnitte bei der DNA Synthese zu sortieren und zu dekodieren
Was passiert bei der Gentechnik
der Gentechnik wird ein DNS-Abschnitt aus einer Zelle herausgeschnitten (durch Restriktionsenzyme), vermehrt (durch PCR), in eine Zielzelle transferiert (durch einen Vektor) und in die Ziel-DNS eingebaut (durch Ligasen). Der Transfer kann durch Genmarker kontrolliert werden.
mit was zerschneide ich DNA an bestimmten Stellen
Restriktionsenzyme
mit was klebe ich neue Stücke in die DNA
Ligasen
was heisst rekombinante DNS oder transgene Organismen
Werden dabei Gene eines Organismus in einen anderen verpflanzt so erhält man transgene Organismen
warum Gentechnik
Gentechnisch produzierte Medikamente und die Behandlung von Erbkrankheiten sind medizinische Anwendungen der Gentechnik.
Beispiele für Gentechnik in der Argrarwirtschaft
Golden Rice (Vitamin A Vorstufe)
Round Up (Gift für alles über der Erde)
BT-Technologie (würmer)
Risiken der Gentechnik
Allergien
nicht nur Schädlinger werden getötet
Artenvielfalt geht verloren
nur große Konzern können sich das leisten
Pollenflug, kann gar nicht begrenzt werden
Bakterien können Infos weitergeben z.B Antibiotikaresistenz
Was ist die Novel Food Verordnung
Laut dieser EU Verordnung ist ein Zulassungsverfahren notwendig, wenn ein gentechnisch verändertes Lebensmittel nicht mehr im wesentlichen mit dem herkömmlichem Erzeugnis vergleichbar ist. Im Zulassungsverfahren muss nachgewiesen werden, dass das Produkt gesundheitlich und ökologisch unbedenklich ist.
Was ist PCR
Die PCR dient der Herstellung von Kopien von DNS-Abschnitten. Dabei wird das Enzym DNS-Polymerase verwendet.
Schritte:
Denaturierung bei 95 ° C (1 min): Indem die DNS in kurzer Abständen erhitzt und abgekühlt wird, kann man beide DNS-Stränge voneinander trennen.
Hybridisierung bei ca. 54 ° C (45 s) mit einem Primer ( 20−30 Basen), komplementär zum gewünschten DNA-Abschnitt. Durch den Primer erkennt die Polymerase wo sie mit der Neubildung von DNS beginnen muss.
Polymerisierung bei 72 ° C (2 min) und Verlängerung des Komplementärstrangs durch eine hitzestabile DNA-Polymerase (stammt von Thermus aquaticus, einem thermophilen Bakterium aus heißen Quellen des Yellowstone National Parks).
