Genetik Flashcards
DNA
Desoxyribonukleinsäure
DNA Aufbau
Besteht aus vielen aneinander verknüpften Nukleotiden
Woraus besteht ein Nukleotid?
Ein Nukleotid besteht aus dem Zucker ( Desoxyribose ), einer Phosphatgruppe und einer der vier Basen
Phosphat + Zucker bilden den Grundgerüst
Wie sind die Basen verbunden
Komplementäre Basen sind durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden
Was für unterschiedliche Basen gibt es?
Pyramidine und Purine
Pyramidine VS Purine
einfachen Ring aus 6 Atomen ( Cytosin, Thymin, Uracil )
Doppelring ( Adenin, Guanin )
Unterschiede zwischen DNA und RNA 4
1 Basen
2 Desoxyribose VS Ribose
3 Doppelhelix VS Einzelstrang
4 enthält den Erbgut VS ermöglicht Transkription, Translation ( verschiedene arten von RNA )
Was ist Chromatin
Das Material, aus dem Chromosomen aufgebaut sind
fadenförmige Strukturen aus Proteinen und DNA
Chromosom
verdichteter Chromatin, sichtbar während der Zellteilung
Gen
Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Information für die Bildung eines bestimmten Proteins oder einer funktionellen RNA enthält. Es ist die Grundlage der Vererbung und bestimmt Merkmale eines Organismus.
Schwester Chromatiden
genetisch identisch
homologe chromosomen
nicht genetisch identisch, tragen Allele für dieselben Merkmale
einer kommt von der Mutter
Arbeitsform und Transportform der DNA
Arbeitsform - Chromatin
Transportform - Chromosomen
Allel
Die spezifische Form eines Gens, dominant und rezessiv
Bei Menschen gibt es zwei Allele für den selben Gen
heterozygote und homozygote Lebewesen
Bei homozygoten Lebewesen - beide Alele stimmen überein, osorgen für die Ausprägung des gleichen Merkmals
Bei heterozygoten Lebewesen - zwei unteschiedliche Allele
Was ist der Zellzyklus
Der Zellzyklus beschreibt den gesamten Ablauf der Zellteilung, am Ede gibt es zwei genetisch identische Zellen
Zellzyklus Phasen
- G1 Phase (Gap-Phase) - die Zelle wächst stark an, Zellorganellen und Zellplasma werden durch Proteinbiosynthese gebildet
- G0 Phase, Ruhephase - reife, bereits differenzierte Zellen, die sich icht weiter teilen können
- S-phase, Synthese Phase - findet die DNA Replikation statt ( aus 1 Chr.-Chr. entsteht 2 Chr.-Chr.
- G2 Phase - weiteres Wachstum
- Mitose - entstehen 2 Kerne die genetisch identisch sind
- Cytokinese - die gesamte Zelle wird getrennt
Mitose
Prozess der Kernteilung
Pro MAThe
Meiose
Prozess, nach dem aus eine Zelle vier haploide Zellen entstehen
intrachromosomale Rekombination
Crissing-over
Prophase 1
Stückuastausch zwischen 2 nicht Schwesterchromatide der homologen Chromosomen
interchromosomale Rekombination
Anaphase 1
Homologe Chromosomen werden zufällig auf den beiden Polen verteilt
RNA-Prozessierung
Ein Prozess, der bei der Proteinbiosynthese von Eukaryoten stattfindet. Direkt nach der Transkription
mRNA wird bei der Prozessierung modifiziert
prä-mRNA -> reife mRNA
Woraus besteht die prä-mRNA
Exons und Introns
Exons- kodierende Abschnitte
Introns- nicht kodierende Abschnitte
Was ist konstitutives Spleissen
Introns werden herausgeschnitten, Exons werden miteinander verbunden
- aus jedem Gen entsteht genau ein Protein
Alternatives Spleißen
Exons werden herausgeschnitten, entstehen unterschiedliche mRNAs
hervorgehen.
Somit können aus einem Gen mehrere funktionelle Proteine gebildet werden. Dies ist eine evolutiv bedeutsame Entwicklung bei Eukaryoten und erleichtert die Anpassung an veränderte Lebensbedingungen.
DNA-Replikation 4
- Das Enzym Topoisomerase entwindet den DNA-Strang
- Das Enzym Helicase spaltet den DNA-Doppelstrang in 2 Einzelstränge ( spaltet die H-Bindungen zwischen den Basen )
- Die Primase stellt am 3’ Ende des jeweiligen Einzelstrangs ein Primer - Startpunkt
- An den Primern setzt sich das Enzym DNA- Polymerase - ergänzt den Einzelstrang mit DNA- Bausteine - Nukleotide
In welche Richtung bewegt sich die DNA-Polymerase?
Die DNA Polymerase liest das Mutterstrang in Richtung 3´- 5´
Das 3´ Ende des neu entstandenen DNA Strangs wird verlängert
Wie heißen die zwei Stränge
Leitstrang und Folgestrang
Ergänzung des Leitstrangs
kontinuierliche Replikation
Ergänzung des Folgestrangs
Diskontinuierliche Replikation
Die Primase setzt in kleine Abstände immer wieder neue Primer
Die Polymerase verknüpft Nukleotide auf dem Folgestrang immer nur stückweise zu Päckchen (Okazaki-Fragmente)
Am Ende verbindet das Enzym Ligase die einzelne Bestndteile
! Die RNA Primer müssen am Ende ersetzt werden
PCR ganzer Name
Polymerasekettenreaktion
Was ist PCR
Eine Labormethode, um DNA Kopien von einem gewünschtem DNA Abschnitt zu bekommen
künstliche DNA Replikation
PCR Ablauf
1 Thermocycler
2 Isolierter DNA Abschnitt
3 Doppelhelix wird zu Einzelstränge
4 Synthetische Primer binden an die DNA
5 Taq-Polymerase synthetisiert den komplementären DNA Strang
Wie heißt der Primer bei PCR
synthetische Oligonukleotide
Unterschiede zwischen DNA Replikation und PCR
- Natürlichkeit
DNA-Replikation:
Findet natürlich in lebenden Zellen statt.
Wird von Enzymen und Proteinen im Zellkern gesteuert.
PCR:
Ist eine künstliche Methode im Labor.
Wird mit Maschinen (Thermocyclern) und chemischen Reagenzien durchgeführt. - Ziel
DNA-Replikation:
Verdoppelt die gesamte DNA vor der Zellteilung (Mitose oder Meiose).
PCR:
Amplifiziert gezielt ein spezifisches DNA-Fragment in großen Mengen. - Voraussetzungen
DNA-Replikation:
Benötigt eine Zellumgebung mit Enzymen wie Helicase, Primase und DNA-Polymerase sowie eine vollständige DNA-Matrix.
PCR:
Benötigt synthetische Primer, hitzestabile DNA-Polymerase (z. B. Taq-Polymerase), Desoxyribonukleotide (dNTPs) und eine Thermocycler-Maschine.
4.Enzyme
DNA-Replikation:
Benötigt mehrere Enzyme: Helicase, DNA-Polymerase, Primase, Ligase.
PCR:
Nutzt nur die hitzestabile Taq-Polymerase.
5.Geschwindigkeit
DNA-Replikation:
Verläuft kontinuierlich in Zellen und kann mehrere Stunden dauern, um ein gesamtes Genom zu replizieren.
PCR:
Verläuft in etwa 1–2 Stunden und kann gezielt Millionen Kopien eines spezifischen DNA-Stücks erzeugen.
6.Genauigkeit
DNA-Replikation:
Sehr genau, da Korrekturmechanismen wie die Proofreading-Funktion der DNA-Polymerase Fehler minimieren.
PCR:
Weniger genau, da Taq-Polymerase keine Proofreading-Funktion besitzt. - Produkte
DNA-Replikation:
Produziert zwei identische Kopien des gesamten Genoms.
PCR:
Produziert nur viele Kopien des gewünschten DNA-Fragments.
Proteinbiosynthese Definition
Ein sehr wichtiger biologischer Prozess, bei dem DNA Abschnitte in Proteine übersetzt werden
Ein-Gen-ein Merkmal-Hypothese
veraltet, da Gene nicht isoliert ein einziges Merkmal bestimmen
Transkription
teil der Proteinbiosynthese, ein DNA Abschnitt wird in mRNA umgeschrieben, es entsteht eine mRNA Kopie eines DNA Abschnitts
In welche Richtung wird der RNA-Strang synthetisiert?
in Richtung 5´-3´
3 Phasen der Transkription
- Initiation - Das Enzym RNA Polymerase teilt die Doppelhelix in 2 + Promotor
- Elongation - das Enzym RNA-Polymerase liest die Nukleotide des codogenen Strangs ab und ergänzt sie mit einem passenden neuen Nukleotid -> alle komplementäre Basen werden aneinander verknüpft
- Termination - RNA-Polymerase erreicht ein Terminator, mRNA löst sich von der DNA
Wie heißen die Start und Stopp Sequenzen bei der Transkription
Promotor und Terminator
Gelelektrophorese
eine Methode, um DNA-Fragmente nach ihrer Größe zu trennen
Gelelektrophorese Bausteine
Trägermaterial, elektrisches Feld, Plus und Minuspol
Gelelektrophorese Ablauf 3
- DNA ist negativ geladen aufgrund von Phosphatgruppen
- ein elektrisches Feld sorgt für die Bewegung der Moleküle
- kleinere Moleküle wandern schneller durch die Poren des Gels
Was bedeuten die Banden bei der Gelelektrophorese
Proteine mit gleicher Größe
Was für eine Ladung hat die DNA, Nukleinsäure
negativ, deshalb wandert sie zum Pluspol
Translation Definition
Ein Prozess, bei dem die mRNA zu den Ribosomen gelingt und in Proteinen übersetzt wird
Ein-Gen-ein-Polypeptid- Hypothese
Ein Gen enthält die Information für die Synthese eines Polypeptids
Translation - Initiation
beladene tRNA und kleine Ribosomale Untereinheit wandern der mRNA entlang -> Startcodon wird erreicht-> grosse Ribosomale untereinheit bindet auch
Translation- Elongation
-beladene tRNA ist an der A-Stelle gebunden
-beladene tRNA bindet am nicht besetzte A-Stelle des Ribosoms, indem ihr Anticodon Basenpaarung mit dem Codon der RNA eingeht
- der Polypeptid wird von der P-Stelle entbunden und bindet an der tRNA der A-Stelle
- Ribosom bewegt sich um 3 Aminosäuren ( ein Codon ) weiter
- verschiebung
Translation - Termination 4
- die A-Stelle des Ribosoms erreicht ein Stoppcodon
- an der A Stelle bindet ein Freisetzungsfaktor
- die Peptidkette löst sich von der tRNA
- das ganze Komplex aus Ribosom und tRNA zerfällt
Wie heisst das Experiment mit DNA.
Das Melson-Stahl- Experiment
Melson Stahl Experiment
Ein Experiment, der gezeigt hat wie sich unsere DNA verdoppelt
Wie wird die DNA- Replikation bezeichnet
Semi- konservativ, am Ende bestehen die 2 neue DNA-Moleküle aus einem neuen und einem alten Strang
Wie verlaufen die beiden Einzelstränge zueinander
antiparallel
3 Arten von RNA
mRNA, tRNA, rRNA
Woraus besteht ein tRNA Molekül
Anticodon, Aminosäurenindestelle
Welche Form hat die tRNA
Kleeblattform, dreidimensional
tRNA Molekül aufbau
beteht aus einer linearen RNA, drei Aufeinanderfolgenden Nukleotiden bilden ein Anticodon
Was würde bei der Deletion von 1,2 Nukleotiden passieren
Triplett - Takt würde sich verändern
