Was ist Genetik? Flashcards
Was ist Genetik?
Genetik untersucht die biologischen Mechanismen
von Vererbung und Variabiliät
Vererbung
= Weitergabe von Merkmalen von einer Generation zur nächsten
Variabilität
= alle Individuen einer Art sind ähnlich, aber nicht identisch
Gene
Ein Gen ist ein vererbbarer Faktor, der ein Merkmal (mit)bestimmt
grundlegende Einheiten der Vererbung sind die Gene
Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese
1940 ff.
Vererbung = Weitergabe von Merkmalen von einer Generation zur nächsten
ABER WIE?? Mechanismus? Substanz?
Merkmal z.B. Blütenfarbe – viel zu komplex!
Substanz A —Enzym—> Substanz B
einfachstes Merkmal: Fähigkeit, A in B umzuwandeln
einfachste Untersuchungsobjekte: Einzeller, z.B. Pilze
Untersuchungen an Mangelmutanten des
Schimmelpilzes Neurospora crassa
jedes Gen kodiert für ein Enzym:
Ein-Gen-ein-Enyzm-Hypothese
aber:
• einige Enzyme sind aus mehreren ProteinUntereinheiten aufgebaut
• nicht alle Proteine sind Enzyme
Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese
aber:
• ein Gen kann für mehrere Proteine kodieren
• die meisten Gene kodieren für andere RNA als
mRNA, also nicht für Proteine
ein-Gen-eine-biologisch-aktive-RNA-Hypothese
=> Gen ist ein DNA-Bereich, der zur Erzeugung einer biologisch aktiven RNA nötig ist
Das Zentrale Dogma
1956
Dogma (kirchlicher) Lehrsatz mit unumstößlichem Wahrheitsanspruch
DNA -Transkription-> RNA -Translation-> Protein
Vereinfacht(?): DNA macht RNA, RNA macht Proteine
Das Zentrale Dogma
1956
Dogma (kirchlicher) Lehrsatz mit unumstößlichem Wahrheitsanspruch
DNA -Transkription-> RNA -Translation-> Protein
vereinfacht(?): DNA macht RNA, RNA macht Proteine
Das Zentrale Dogma – erweitert
warum nicht direkt DNA -> Protein?
DNA: stabil, dauerhafter Informationsspeicher
RNA: leichterer Abbau -> schnelle Regulation
etwa 5 % der RNA in einer Zelle ist mRNA
bei Menschen:
etwa 80 % der DNA wird in RNA transkribiert
etwa 1 % der DNA wird in mRNA transkribiert = ist kodierende DNA
DNA (Replikation) -Transkription & reverse Transkriptase-> RNA (mRNA, tRNA…-> nichtkodierende RNA) -> Translation-> Protein
Ein Gen kodiert für eine biologisch aktive RNA
ABBILDUNG Gene … • können sich überlappen • können unterbrochen sein: Exons, Introns • können auf beiden DNA-Strängen liegen • und das in allen 3 Leserastern!
Wo hört ein Gen auf? Wo fängt das nächste an?
ABBILDUNG Benzer: Komplementationstest (1954) cis-trans-Test Phagen sind Viren, die Bakterien befallen und zerstören Gen rII bestimmt die Plaque-Größe
Gene sind…
- > Ein Gen ist ein vererbbarer Faktor, der ein Merkmal (mit)bestimmt.
- > Ein Gen (Cistron) ist eine genetische Einheit, innerhalb der sich Mutationen nicht mehr komplementieren können.
- > Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der alle Informationen zur Herstellung einer biologisch aktiven RNA enthält (Strukturbereich + regulatorische Bereiche).
somatische Zellen
Eine somatische Zelle ist eine Körperzelle, aus der im Unterschied zu den Zellen der Keimbahn keine Geschlechtszellen (Gameten) hervorgehen können. Diese Unterscheidung von Keimbahn und Soma ist für Tiere charakteristisch; bei Pflanzen gibt es keine separierte Keimbahn.
Somatische Zellen entwickeln sich im Laufe des Lebens durch Differenzierung wie in eine Sackgasse, die mit dem Tod dieser Zellen endet. Veränderungen der Erbinformation somatischer Zellen haben daher keine Auswirkung auf die folgende Generation. In der Diskussion um die Gentherapie muss deshalb die Therapie somatischer Zellen, die nur Auswirkung auf das jeweilige Individuum hat, und die Veränderung der Keimbahn, die auf alle Folgegenerationen wirkt, unterschieden werden.
Keimbahnzellen
Unter der Keimbahn versteht man beim Menschen und bei den meisten Tieren die Abfolge von Zellen, die, beginnend bei der befruchteten Eizelle (Zygote), im Laufe der Individualentwicklung des betreffenden Lebewesens schließlich zur Bildung seiner Keimdrüsen und der darin gebildeten Keimzellen (Eizellen und Spermien) führt.
Mitose
Als Mitose (griech. μίτος mitos ‚Faden‘) oder Karyokinese, auch indirekte Kernteilung, wird die Teilung des Zellkerns bezeichnet, bei der zwei Tochterkerne mit gleicher genetischer Information entstehen. Sie findet bei Zellen eukaryotischer Lebewesen statt – Prokaryoten haben keinen Zellkern – und geht zumeist einer Teilung der ganzen Zelle voraus, aus der zwei Tochterzellen hervorgehen.
Meiose
Als Meiose (von griechisch μείωσις meiosis ‘Verminderung’, ‘Verkleinerung’) oder Reifeteilung wird eine besondere Art der Kernteilung eukaryotischer Zellen bezeichnet, bei der in zwei Schritten – Meiose I und Meiose II – die Anzahl der Chromosomen halbiert wird und genetisch voneinander verschiedene Zellkerne entstehen. Damit unterscheidet sich die Meiose grundlegend von der gewöhnlichen Kernteilung, der Mitose, die den Chromosomenbestand unverändert lässt und genetisch identische Zellkerne hervorbringt. Der Ausdruck Reduktionsteilung wird unterschiedlich gebraucht: in weitem Sinn synonym zu Meiose, im engen Sinn für den ersten ihrer beiden Teilschritte, also synonym zu Meiose I.