Biologie Zusammenfassung Klausur Nr. 2, 03.07.2014
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Biologie Zusammenfassung Klausur Nr. 2, 03.07.2014 1.Genetik a. Allgemein i. Begriffe • Gen: Abschnitt auf DANN, der für Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist • Verschlüsselung der genetischen Information: Abfolge der komplementären Basenpaare • DNA: spezifische Abfolge an komplementären Basenpaaren • Protein: bestimmte Abfolge an Aminosäuren • Intron: nicht codierendes Nukleotid ohne genetische Information • Eukaryonten: Lebewesen mit Zellkern • Prokaryonten: Lebewesen ohne Zellkern ii. Aufbau der DNA • Base (ATCG) + Phosphorsäure + Zucker = Nukleotid • Grundbaustein Desoxyribose • Verbindung durch Wasserstoffbrücken • DNA (Genotyp)!durch Proteinsynthese zu Protein !Merkmal (Phänotyp) iii.Merkmale der RNA • Einzelstrang von Nukleotiden • Basen: A,U,G,C !Uracil statt Thymin • Kürzer als DNA • Grundbaustein Ribose statt Desoxyribose (Zucker) • Verlässt Zellkern (nur bei Eukaryoten) iv. Aufbau des Chromosoms • Chromatinfäden !Chromosom • Kurzer und langer Arm, zwei Chromatiden, Zentromer (Bindungsstelle) 1 b. Proteinbiosynthese i. Transkription • Promotor = Startsequenz (AUG) • DNA-Doppelhelix entwindet sich zu zwei Strängen • Enzym RNA-Polymerase fährt Stränge in 5‘ 3‘ Richtung entlang !liest 3‘ 5‘ Strang ab (codogener Strang) • RNA Nukleotide lagern sich an codogenen Strang an und verbinden sich durch RNAPolymerase zu mRNA Einzelstrang • mRNA löst sich von codogenem Strang • Stoppsequenz !Enzym löst sich, erneute Spiralisierung der DNA ii. RNA-Prozessierung • Nur bei Eukaryoten • Modifikation der prä-mRNA-Enden o Poly-A-Schwanz – prä-mRNA – Kappe !Schutz der prä-mRNA vor Abbau durch Enzyme !langlebiger • Spleißen der prä-mRNA o Herausschneiden der Introns o Zusammenfügen der Extrons iii.Translation • Übersetzung der Basensequenz in Aminosäuresequenz, 1 Basentriplett codiert 1 Aminosäure • mRNA (Negativ des DNA-Abschnitts) verlässt Zellkernüber Poren • tRNA: Transfer-RNA (Adapter), aus mRNA transkribiert, transportiert Aminosäuren zum Ribosom (benötigt dafür ATP) • Aufbau tRNA: Anticodon (=Erkennungsstelle für mRNA-Codon) und Bindungsstelle für Aminosäure 2 • Anticodon verbindet sich mit Codon der mRNA und sorgt für Bereitstellung der richtigen Aminosäure • Aminoacyl-tRNA-Synthetase: Katalysator und Beladung der tRNA mit entsprechenden Aminosäuren • Schritte: Codonerkennung, Peptidbindung, Verschiebung • Ribosom verknüpft Aminosäuren zu Polypeptid (=Protein), zerfällt danach • Genetischer Code bei fast allen Lebewesen gleich • Besonderheit Prokaryoten: Transkription nicht räumlich von Translation getrennt !Phasen können sich überschneiden, schneller c. Regulation der Genaktivität i. Substratinduktion • Promotor + Operator + Strukturgene = Operon • Repressor = codiertes Regulatorgen • Ohne Substrat: Repressor aktiv, an Operator gebunden !keine Enzymsynthese • Mit Substrat: Substrat lagert sich an Repressor an !wird durch veränderte Raumstruktur deaktiviert, löst sich von Operator !Enzymsynthese ii. Endproduktrepression • Bei ausreichender Konzentration wird Synthese abgeschaltet !negative Rückkopplung • Geringe Endproduktkonzentration: Repressor inaktiv, nicht an Operator gebunden !Enzymsynthese • Hohe Endproduktkonzentration: Enzym bindet mit Repressor (wegen Wahrscheinlichkeit) !wird aktiviert, bindet an Operator !keine Enzymsynthese d. Mutationen i. Punktmutation • Nur ein Gen/eine Base betroffen !codogener Strang verändert !andere Aminosäure !Raumstruktur des Proteins verändert ii. Stumme Mutation • Trotz veränderter Basen bleibt Protein funktionsfähig (!Codesonne) • Ursache: genetischer Code wird redundant (mehrfach) vererbt 3 iii.Rastermutation • Base wird hinzugefügt/entfernt • Veränderte mRNA !verändertes Protein e. Replikation • Funktion: Verdopplung des Erbguts in Zellkern, molekulare Grundlage für Reproduktion • DNA-Doppelstrang ist antiparallel angeordnet (3‘ – 5‘ bzw. 5‘ – 3‘) • Doppelstrang wird durch Enzym Helikase entwunden, Verdrillung wird durch Enzym Topoisomerase entspannt • Primasen stellen Primer (Startstücke aus RNA) her • DNA-Polymerase indet an Primer und stellt komplementären DNA-Strang her (verknüpft Nukleotide) • 3‘ – 5‘ Strang = leading strang/Vorwärtsstrang, 5‘ – 3‘ Strang = lagging strang/Rückwärtsstrang • Bei Rückwärtsstrang entstehen Doppellücken = Okazakifragmente, werden durch Ligasen verbunden f. Mitose i. Interphase • Vor Zellteilung muss DNA kopiert werden • Chromosomen als Chromatinfäden im Zellkern • G1-Phase: Wachstumsvorgänge • S-Phase: neue DNA wird hergestellt • G2-Phase: Pause ii. Prophase • DNA-Doppelstränge werden zu Chromosomen spiralisiert • Kernkörperchen und Kernmembran lösen sich auf • Spindelapparat entsteht, verbindet sich mit Zentromeren iii.Metaphase • Chromosomen werden in Äquatorialebene der Zelle bewegt 4 iv. Anaphase • Längsteilung !zwei Ein-Chromatid-Chromosomen • Verteilung auf Zellpolen v. Telophase • Spindelapparat wird aufgelöst, Kernkörperchen und Kernmembran bauen sich auf • Chromosomen !Chromatidfäden vi.Allgemein • Nach Teilung des Zellkerns Teilung des Zellplasmas • Bei Differenzierung einer Zelle: Zyklus wird unterbrochen, G0-Phase • Mitose bei Eukaryoten und Prokaryoten größtenteils gleich • Merkspruch: Ich Putze Mein Auto Täglich 5
