DNA Allgemein

Allgemeine Fragen
Was bedeutet eigentlich DNA?
• Die DNA trägt den Genetischen Code,
es ist eine Konstruktionszeichnung für
einen Organismus
Welche Aufgaben hat die DNA?
• Die DNA speichert die
Erbinformationen des Menschen in
Form von Genen
• Jede Körperzelle trägt das genetische
Material in seinem Kern
Geschichte der DNA
Die Struktur der DNA wurde
1953 von James Watson und
Francis Crick aufgeklärt
Rosalind Franklins
Röntgenbeugungsdiagramme
trugen wesentlich zur
Entschlüsselung der DNAStruktur bei
Entdeckt wurde die DNA
allerdings schon 1869 von
Friedrich Miescher, der
feststellte, dass Zellkerne das
Nuclein beinhalten
Geschichte der DNA
1944 O. Avery beweist, dass DNA für die
Transformation verantwortlich ist.
1953 Entdeckung der DNA-Doppelhelix durch J.
Watson und F. Crick
1961 Entzifferung des genetischen Codes.
1970 Entdeckung der
"Restriktionsenzyme" =
(Schneideenzyme).
1977 Erste DNA-Sequenzanalysen.
1977 Erste DNA-Klonierungen.
1979 Die ersten menschlichen Gene
werden isoliert.
1983 Polymerasekettenreaktion (PCR)
ermöglicht beliebige Vervielfältigung von
DNAStückchen.
1995 Erstes vollständiges Genom
entschlüsselt (Bakterium)
1999 Vollständige DNA-Sequenz des
ersten menschl. Chromosoms entschlüsselt
(Chromosom Nr.22)
Oswald Avery
Francis Crick
Wissenswertes zum Aufbau
„Verpackung“ der DNA: Im
Chromatin ist die DNA um
kugelförmige Proteine (Histone)
gewickelt. (Im Lichtmikroskop
nicht sichtbar). Extreme
Aufspiralisierung zur
Transportform in der
Metaphase.
(Im Lichtmikroskop
sichtbare Chromosomen)
Wissenswertes zum Aufbau
Man schätzt, dass ein menschlicher Zellkern in 23
Chromosomenpaaren ca. 140 000 Gene enthält. Diese
enthalten ca. 3 Milliarden Basenpaare. Eines der kleinsten
Chromosomen (Nr.22) des Menschen besteht aus über 1000
Genen mit 33,4 Millionen Basenpaaren!
Länge eines Moleküls ca. 5cm ----> Alle 46 DNA-Moleküle
eines menschlichen Zellkerns: ----> 2m!
Man kann eine Lebewesenart daran erkennen, wie groß der
Basenquotient A + T ist.
G+C
Grund: Jede Art benutzt für ihr Erbgut die Basenpaare in
unterschiedlicher Häufigkeit.
Allgemeines zur DNA
Die Erbanlagen finden sich auf den
Chromatinfäden der Zellkerne. Bei
Zellteilungen bilden sich aus diesen
Chromatinfäden die Chromosomen.
Der chemische Aufbau der DNS
(international DNA) entspricht
praktisch einem digitalen Code. Die
Bausteine der DNS sind zu einem
langen Molekülstrang verknüpft, der
sich treppenförmig windet
("Doppelhelix"). Die Reihenfolge
und die Anordnung der organischen
Basen bestimmt die Art der
vorliegenden Informationen.
Teilabschnitte der DNS heißen
Gene. Alle Lebewesen übersetzen
die genetisch vorliegenden
Informationen gleich, sie benützen
den selben genetischen Code.
Allgemeines zur DNA
Die
Desoxyribonukleinsäure(DNS
), meist nach der engl.
Bezeichnung
deoxyribonucleic acid mit
DNA abgekürzt,
ist ein Makromolekül, das in der
Vererbung als Träger der
Informationen dient.
Anhand dieser Information, die in
einer bestimmten Form, dem
genetischen Code, in die DNA
eingeschrieben ist, werden
Proteine synthetisiert.
Das Makromolekül ist aus den
chem. Elementen C, H, O, P
und N zusammengesetzt
Die DNA ist eine Nucleinsäure.
Die Struktur der DNA
• Bindungen zwischen A&T und C&G halten beide Stränge
zusammen.
• wie bei einer Strickleiter, die aus zwei Holmen und sie
verbindenden Sprossen besteht weisen beide Fäden
Querverbindungen auf
• Holme bestehen aus miteinander abwechselnden Zucker- und
Phosphatmolekülen sie verleihen dem Erbmaterial den
Säurecharakter
• Der Doppelstrang entsteht durch sog.
Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären
Basen Adenin (A) und Thymin (T) sowie Guanin (G) und Cytosin
(C).
Die Struktur der DNA
Die Nukleinsäuren bestehen
aus
drei Bausteinen: Zucker
(Desoxyribose) (Z),
Phosphorsäure (P) und vier
verschiedenen Basen, die über
feste Atombindungen (H)
miteinander verknüpft sind
Basen
• DNA enthält:
Adenin
Guanin
Cytosin
Thymin
- Adenin und Guanin leiten sich
•
vom Purin ab
Purin: Doppelringmolekül mit
vier Stickstoffatomen
- Cytosin, Thymin und Uracil
•
leiten sich vom Pyrimidin ab
Pyrimidin: Sechsringmolekül
mit zwei Stickstoffatomen
Nucleinsäuren

wurden von MIESCHER im Zellkern
entdeckt

man unterscheidet:
Ribonucleinsäure = RNA
Desoxyribonucleinsäure = DNA
Nucleinsäuren
RNA enthält als
Zuckermolekül immer
Ribose
DNA enthält um ein
Sauerstoff ärmere
Desoxyribose
DNA- Schäden
DNA-Moleküle können durch verschiedene
Einflüsse beschädigt werden. UV- oder V-Strahlung
Alkylierung sowie Oxidation können die DNA-Basen
chemisch verändern oder zum Strangbruch führen. Diese
chemischen Änderungen beinträchtigen unter Umständen
die Paarungseigenschaften der betroffenen Basen. Dieses
Prinzip ist eine wesentliche Ursache für Mutation während
der Replikation.
Mutationen von DNA-Abschnitten – z. B. Austausch von
Basen gegen andere oder Änderungen in der
Basensequenz – führen zu Veränderungen des Erbgutes,
die zum Teil tödlich (letal) für den betroffenen Organismus
sein können
GENFEHLER !!?! ; )