Genetik

Question 1

Definiere DNA

Answer 1

Die Desoxyribonukleinsäure ist eine Doppelhelix und enthält das Erbgut.
Es findet sich in jeder Zelle wieder.
Es besteht aus Basen, Desoxyribose und Phosphaten.

Question 2

Definiere Chromosomen

Answer 2

Chromosomen sind Stränge aus aufgewickelter DNA. Sie sind x-förmig aufgebaut und können aus einem oder zwei Chromatiden bestehen.

Question 3

Definiere Chromatid

Answer 3

Ein Chromatid wird definiert als einer der beiden identischen Teile, in die ein Chromosom während der Zellteilung (Mitose und Meiose) dupliziert wird. Jedes Chromatid besteht aus einem langen DNA-Molekül, das genetisches Material enthält und von Proteinen unterstützt wird, die helfen, seine Struktur zu halten und die Aktivitäten zu regulieren

Question 4

Definiere Genom

Answer 4

Die Gesamtheit alle Erbinformationen einer Zelle

Question 5

Definiere Gen

Answer 5

Der Abschnitt eines Chromosoms, der für die Ausprägung eines bestimmten Merkmals verantwortlich ist

Question 6

Definiere Allele

Answer 6

Allele sind Genvarianten, die bestimmte genetisch festgelegte Merkmalsausprägungen beschreiben (z.B. Haar- oder Augenfarbe)

Question 7

Definier RNA

Answer 7

RNA (engl. Ribonucleic acid = Ribonukleinsäure RNS) ist ein aus Nukleotiden aufgebauter Einzelstrang in jeder Zelle eines Lebewesens. Ribonukleinsäuren sind wichtige Informations- und Funktionsträger einer Zelle

Question 8

Definiere Genotyp

Answer 8

Die genetische Ausprägung eines Merkmals

Question 9

Definiere Phänotyp

Answer 9

Die äußerliche Erscheinung eines Merkmals

Question 10

Definiere homozygot

Answer 10

Der Gentoyp wird so bezeichnet, wenn beide Allele für ein Merkmal, bei der Vererbung, übereinstimmen (reinerbig)

Question 11

Definiere heterozygot

Answer 11

Der Gentoyp wird so bezeichnet, wenn die Erbanlage verschieden sind (mischerbig)

Question 12

Definiere doppelter Chromosomensatz

Answer 12

Der Chromosomensatz, wie er in Körpezellen von höheren Lebewesen vorkommt - auch Diploid genannt

Question 13

Definiere einfacher Chromosomensatz

Answer 13

Der Chromosomensatz, der unter anderem in Keimzellen (Spermien/Eizellen) zu finden ist - auch haploid genannt

Question 14

Nenne die Bestandteile der DNA und wie sie angeordnet sind

Answer 14

• Phosphate
• Zucker (Desoxyribose)
• Basen

Zucker und Phosphate sind abwechselnd miteinander verbunden –> ein langer Faden entsteht

Desoxyribose ist das Bindeglied zwischen Phosphat und Base.

Vier Basen (Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin). Sie sind mit dem Zucker und mit der gegenüberliegenden Base verbunden.

Question 15

Was ist ein Nukleotid?

Answer 15

Eine Einheit, die aus einem Zucker, einem Phosphat und einer Base besteht.
Mehere Nukleotide verbunden bilden einen DNA-Strang.

Question 16

Was sind die komplementären Basen der DNA

Answer 16

Adenin und Thymin
Cytosin und Guanin

–> das liegt am chemischen Aufbau

Question 17

Nenne die Funktionen der DNA

Answer 17

• Enthält den Bauplan für die Herstellung von Proteinen und Enzymen (Proteinbiosynthese)
• DNA Replikation für die Zellteilung

Question 18

Erkläre die Proteinbiosynthese

Answer 18

Bei der Transkription wird durch Enzyme eine transportfähige Kopie der DNA, die mRNA, angefertigt.

Bei der darauffolgenden Translation werden die Informationen (Basen) der mRNA von den Ribosomen in Baupläne für Aminosäurensequenzen übersetzt.

Question 19

Erkläre den Vorgang der Polymerase Kettenreaktion

Answer 19

Denaturierung
- Erhitzen (94 - 96 C°)
- Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären Basen werden gebrochen
- Einzelstränge entstehen

Primerhybridisierung
- schnelles Abkühlen (auf 50 - 65 C°)
- Analgerung der Primer an die Einzelstränge
-

Elongation
- Erhitzen auf ca 72 C°
- Die hitzestabile Taq-Polymerase beginnt mit der Verknüpfung der Nukleotide
- kontinuierliche Verknüpfung auf beiden Strängen

Anzahl ist exponentiell, also 2^n

Question 20

Nenne und beschreibe die unterschiedlichen Formen der DNA

Answer 20

Mitochondriale DNA (mtDNA)
- Erklärung ist die Endosymbiontentheorie

Bakterielle DNA
- In Bakterienzellen und Archaeezellen
- Nicht als Faden sondern als geschlossenes Molekül (Bakterienchromosom)
- Plasmide (kleine DNA-Ringe) im Zellplasma

Virale DNA
- Entweder DNA oder RNA, die meist von einer Proteinhülle (Kapsid) geschützt werden
- DNA entweder Doppelstrang oder Einzelstrang und entweder geschlossener Ring oder linearer Strang

Question 21

Erkläre den Unterschied zwischen der DNA und RNA

Answer 21

Desoxyribonukleinsäure
- Hier ist das Zuckermolekül die Desoxyribose (eine Ribose mit einem fehlenden Sauerstoff)
- meist als langer Doppelstrang

Ribonukleinsäure
- Das Zuckermolekül ist die Ribose
- meist als kurzer Einzelstrang

Question 22

Wie ist ein Gen aufgebaut?

Answer 22

Gene sind aus Nukleinsäureketten aufgebaut (lange Kette an Nukleotiden)
- Es gibt zudem spezielle Kontrollelemente beim Gen, die für einen reibungslosen Prozess erlauben

Question 23

Was ist der Genlocus und was ist ein Transposons?

Answer 23

Der Genlocus beschreibt den Genort und definiert so die physikalischen Position eines Gen im Genom.

Transposons sind kurze DNA-Abschnitte, die sich von allein immer wieder kopieren und an neuen Stellen der DNA ins Erbgut einbauen

Question 24

Wie ist ein prokaryotisches Gen aufgebaut?

Answer 24

• Geschlossene DNA-Moleküle (Bakterienchromosom), die frei im Zellplasma schwimmen
• Zudem Plasmide (ringförmige DNA)
• Besitzen keine Introns
• können polycistronische sein (Gencluster) –> ein Ort, wo mehrere Geninformationen stehen
• Ein Operon bezeichnet eine Struktureinheit der DNA von Prokaryoten. Es besteht aus Promotor, Operator und Strukturgene

Question 25

Wie ist ein eukaryotisches Gen aufgebaut?

Answer 25

• DNA-Stränge liegen umwickelt um Histone im Zellkern (Chromosom)
• Besitzt Introns (nicht codierende Bereiche eines Gens)
• Bei der Transkription werden beide erstmal abgelesen
• aus der mRNA werden die Introns dann herausgeschnitten (Vorgang –> Spleißen)

Question 26

Was sind Introns und Exons?

Answer 26

Introns sind nicht-codierende Bereiche eines Gen

Exons sind codierende Bereiche eines Gens (expremierte Regionen)

Question 27

Was passiert bei der DNA Replikation?

Answer 27

Initiation:
- DNA wird entwunden und der Doppelstrang gespaltet (Enzyme Topoisomerase und Helikase)
- Das Enzym Primase hängt den Primer an

Elongation:
- Enzym DNA-Polymerase ergänzt Nukleotide (5´- 3´)
- DNA-Stücke werden von dem Enzym Ligase verbunden

Termination
- Ende, wenn zwei Replikationsgabel aufeinandertreffen (Eukaryoten) oder die Enzyme auf eine Stoppsequenz treffen (Porkaryoten)

Question 28

Was ist die semikonservative Replikation?

Answer 28

Die Mutter-DNA wird so aufgeteilt, dass jede der zwei neu entstandenen Tochterzellen die Hälfte davon erhält und der Rest mit neuer DNA ergänzt wird.

Question 29

Was ist die konservative Replikation?

Answer 29

Eine Tochterzelle erhält einen Doppelstrang aus beiden Muttersträngen, während die andere ein DNA-Molekül aus zweu neu hergestellten Strängen bekommt.

Question 30

Was ist die disperse Replikation?

Answer 30

In beiden Tochterzellen setzt sich das Erbgut aus einer Mischung aus neuen und alten Strängen zusammen.

Question 31

Erkläre die DNA Replikation des Folgestrangs

Answer 31

• Die DNA-Polymerase kann hier auch nur in 5´-3´Richtung arbeiten, der Strang läuft allerdings in 5´-3´Richtung.
• Die Primase wird in kleinen Abständen immer wieder neu an den Einzelstrang gesetzt. An diesen kann die DNA-Polymerase ansetzen.
• Das passiert am Folgestrang entgegen der Arbeitsrichtung der Helikase, und zwar Stück für Stück, von Primer zu Primer –> diskontinuierliche Replikation

Question 32

Erkläre die Besonderheit der DNA-Replikation in Eukaryoten

Answer 32

• Bei der Replikation der linearen Chromosomen entsteht am 5´-3´-Ende des Folgestrangs eine Lücke, nachdem der RNA-Primer entfernt worden ist.
• Die DNA-Polymerase kann diese Lücke nicht füllen, da sie keine 5´-3´Hydroxylgruppe vorfindet, an der sie die Synthese starten könnte.
  –> Bei jeder Zellteilung verkürzen sich daher die Chromosomenenden, die Telomere.
• Lediglich in den Zellen der eukaryotischen Keimbahn und in Stammzellen ist eine Telomerase aktiv, die diesem Prozess entgegenwirkt. Dieses Enzym enthält einen kurzen RNA-Abschnitt, der komplementär zu dem entsprechenden DNA-Abschnitt ist.