Genetik / Biologie: Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was sind die Hauptthemen dieses Textes?
Der Text behandelt die Mitose, die molekularen Grundlagen der Vererbung, einschließlich des Baus und der Funktion von DNS und RNA, den genetischen Code, die Proteinbiosynthese (Transkription und Translation), die Replikation der DNS und die Realisierung der genetischen Information. Der Fokus liegt auf den biologischen Prozessen der Zellteilung und der Vererbung auf molekularer Ebene.
Was wird unter Mitose verstanden und wie läuft sie ab?
Die Mitose ist die Zellteilung von Körperzellen. Der Text beschreibt den Ablauf in den Phasen Prophase (Chromatinfäden kondensieren zu sichtbaren Chromosomen), Metaphase (Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an), Anaphase (Chromatiden trennen sich und wandern zu den Polen), Telophase (Tochterkerne bilden sich) und Interphase (hohe Stoffwechselaktivität, DNS-Verdopplung). Das Ergebnis ist die Bildung zweier Tochterzellen mit identischem genetischem Material wie die Mutterzelle.
Wie ist die Struktur der Chromosomen aufgebaut?
Chromosomen bestehen aus DNS und Proteinen (Histonproteinen). Die DNS ist um die Histonproteine gewickelt, wobei eine Eiweißkugel mit DNS-Faden darum ein Nukleosom bildet. Ein Chromosom besteht aus zwei Chromatidhälften und einem Centromer. Sie sind nur während der Mitose sichtbar, ansonsten liegen sie als Chromatinfäden vor.
Was sind die molekularen Grundlagen der Vererbung?
Die molekularen Grundlagen der Vererbung beruhen auf der DNS (Desoxyribonukleinsäure) und der RNA (Ribonukleinsäure). Die DNS ist ein Doppelstrang aus Nukleotiden (Phosphorsäuremolekül, Desoxiribose, Base). Die Basen Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G) bilden komplementäre Paare (A-T, C-G). Die DNS speichert die genetische Information. Die RNA, ein Einzelstrang mit Uracil statt Thymin, spielt eine Rolle bei der Proteinbiosynthese (m-RNA, t-RNA, r-RNA).
Was ist der genetische Code und wie funktioniert er?
Der genetische Code ist ein Triplettcode, wobei drei Basen (ein Triplett) für eine Aminosäure codieren. Er ist nicht überlappend, universell und degeneriert (mehrere Triplets können für dieselbe Aminosäure codieren). Die Abfolge der Basen in der DNS bestimmt die Aminosäuresequenz in Proteinen.
Wie läuft die Proteinbiosynthese ab?
Die Proteinbiosynthese besteht aus Transkription und Translation. Bei der Transkription wird die genetische Information der DNS auf m-RNA umgeschrieben. Die m-RNA gelangt ins Cytoplasma, wo an den Ribosomen die Translation stattfindet. t-RNA bringt spezifische Aminosäuren zum Ribosom, wo sie gemäß der Basenfolge der m-RNA zu einer Polypeptidkette verknüpft werden. Das fertige Polypeptid faltet sich zur endgültigen Proteinstruktur.
Wie funktioniert die Replikation der DNS?
Die DNS-Replikation ist die identische Verdopplung der DNS, die in der Interphase der Mitose stattfindet. Der Doppelstrang wird durch das Enzym Helicase geöffnet. Komplementäre Nukleotide lagern sich an, und das Enzym DNS-Polymerase synthetisiert neue Doppelstränge. Die Replikation erfolgt an verschiedenen Stellen gleichzeitig (Replikationsblasen). Fehler während der Replikation können von Enzymen korrigiert werden; nur bleibende Veränderungen in den Keimzellen vererben sich.
Welche Bedeutung hat die Mitose?
Die Mitose ist wichtig für das Wachstum von Organen, die Teilung von Körperzellen und die ungeschlechtliche Fortpflanzung. Sie sorgt für die Vermehrung von Zellen mit identischem Erbgut.
Thema: Genetik / Biologie
1.Mitose
1.1. Stoffaufbau der Chromosomen
-besteht aus DNS und Proteinen (stofflich gesehen)
-die fädige DNS ist um kugelige Eiweißkörper gewickelt (Histonproteine)
-eine Eiweißkugel mit DNS-Faden darum Nukleosom
-besteht aus 2 Chromatidhälften, Centrome r, DNS, Histonproteinen
Chromosomen sind nur während der Mitose im Zellkern sichtbar, ansonsten sind sie in den Chromatinfäden im Kern vorhanden.
1.2. Ablauf der Mitose
1.2.1.Prophase:Chromatinfäden ziehen sich zusammen
Chromosomen mit 2 Chromatiden
werden sichtbar, an den Polen des Kerns bilden sich Kern spindeln (Spindelapparate aus Microtubuli), Kernmembran löst sich auf.
1.2.2.Metaphase:Chromosomen werden schraubig verkürzt und verdickt (Spiralisation), Anordnung der Chromosomen in Äquatorialebene, Spindelfasern heften sich an Centromer1.2.3.Anaphase: beide Chromatiden des Chromosoms werden im Bereich des Centromers getrennt, Verkürzung der Spindelfäden, Wanderung zu den Polen entlang der Spindelfaser, jeder Pol erhält vollständigen Satz an Chromatiden
1.2.4.Telophase:Chromosomen entspiralisieren sich, neue Kernhüllen bilden sich aus, Tochterkerne enthalten 1 Chromatid-Chromosom, nach Kernteilung erfolgt Zellteilung1.2.5.Interphase:während der Interphase ist hohe Stoffwechsellaktivität in Zellen, Zellorganellen vermehren sich und Plasma auch, es läuft verstärkt DNS-Synthese ab (Verdopplung der Chromatide)
1.3. Ergebnis und Bedeutung der Mitose:
Mutter und Tochterzellen besitzen gleiche Anzahl der Chromosomen Erbinfo der Tochterzelle entspricht der der Mutterzelle
Unterschied: Mutterzelle hat 2-Chromatidchromosomen, Tochterzelle haben 1- Chromatidchromosomen
Bedeutung:
-läuft bei Teilung von Körperzellen ab
-findet in Organen statt die wachsen
-bei ungeschlechtlicher Fortpflanzung
2. Molekulare Grundlagen der Vererbung
2.1. Bau und Funktion der DNS
-DNS ist ein Makromolekül, ein schraubig gewundener Doppelstrang
-Die kleinste Baueinheit der DNS:Nukleotid. Es besteht aus 1Phosphorsäuremolekül, 1 Desoxiribose+ einer der vier organischen Basen
-4 Basen: Adenin-Thymin und Cytosin und Guanin sind komplementär
-(zwischen A-T 2 Wasserstoffbrückenbindungen, zw.C-G 3 Wasserstoffbr.bindungen)
-speichert genetische Information
2.2. RNA
-ist die zweite Form von Kernsäuren
-es gibt messenger-RNA (Boten-RNA) und transfer-RNA (Transport-RNA) und r-RNA (ribosonale)
-besteht nur aus einem Polynukleotidstrang
-Besonderheiten: -Einzelstrang
-die Base Thymin ist durch Uracil ersetzt
-Zucker heißt Ribose 2.3. Genetischer Code
-Triplettcode
-ein Triplett ist das Kennwort für eine Aminosäure
-Codierung hat keine Pausenzeichen
-jede Base gehört immer nur zu einem Triplett, der genetische Code ist nicht überlappend
-der genetische Code ist universell
-ist degeneriert werden
eine Aminosäure kann durch mehrere unterschiedliche Tripletts codiert
2.4. Proteinbiosynthese
=Realisierung der genetischen Information
Transkription: Umschreibung der Info der DNS auf die RNA
Translation: findet an den Ribosomen statt, Biosynthese der Proteine (Aufbau der Proteine)
2.4.1.Ablauf:-m-RNA bildet sich an DNS im Kern
-Transkription
-m-RNA gelangt durch Kernporen ins Cytoplasma
-an freie t-RNA wird eine spezifische Aminosäure gebunden
-beide Untereinheiten des Ribosoms binden sich an die m-RNA und setzen sich zum funktionsfähigen Ribosom zusammen
-die von der t-RNA mitgebrachten AS werden am Ribosom enzymatisch zu einer Polypeptidkette verknüpft, dabei wird Basenfolge der m-RNA in die AS- Folge des Peptids übersetzt (Translation)
-fertiges Polypeptid löst sich von Ribosom und bildet endgültige Struktur aus
2.5. Realisierung der genetischen Informationen
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
2.6. Replikation der DNS (identische Verdopplung)
-erfolgt in Interphase der Mitose
-Doppelstrang wird wie ein Reißverschluß an denWasserstoffbrückenbindungen geöffnet durch das Enzym Helicase
-dann können sich entsprechen komplementäre Nukleotide anlagern
-Das Enzym DNS-Polymerase sorgt dafür ,das neuer Doppelstrang gebildet wird
-Replikation findet an verschiedenen Stellen gleichzeitig statt Replikationsblasen
Replikationsblase:
-die Doppelstränge der DNS bezeichnet man als antiparallel
-sie werden in entgegengesetzter Richtung abgelesen
-bei Verdopplung der DNS können Fehler auftreten, diese können von besonderen Enzymen beseitigt werden
-Vererbt werden nur bleibende DNS-Veränderungen, auch nur die in den Keimzellen
- Arbeit zitieren
- Corinna Brusch (Autor:in), 2001, Genetik Klasse 12, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/100434
