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Lernmaterialien für Ernährungswissenschaften an der Hochschule Fulda

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TESTE DEIN WISSEN

Woraus besteht die Verschlüsselung des genetischen Codes? 

Wie viele Kombinationen gibt es und wie werden diese berechnet?

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TESTE DEIN WISSEN
  1. Die Verschlüsselung besteht aus 20 AS, jedoch sind unterschiedlich viele beteiligt & jede AS wird durch eine Nucleinbase verschlüsselt
  2. In jeder Nucleinsäure gibt es 4 verschiedene Basen -> 4^1 = 4 verschlüsselte AS
  3. Je nachdem wie viele Basen benötigt werden, um die AS zu verschlüsseln soviele Kombinationen gibt es
    • z.B. 3 Basen um 1 AS zu verschlüsseln à Rechnung: 4^3 = 64 Kombinationen für die 20 AS


3 Basen ergeben eine AS die wir ablesen müssen -> wird Triplett/Codon genannt

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TESTE DEIN WISSEN

Was bedeutet Replikation?

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Replikation = die Vervielfältigung des Erbinformationsträgers DNA einer Zelle nach einem semi-konservativen Prinzip -> Dabei handelt es sich in der Regel um eine exakte Verdoppelung der DNA

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Was bedeutet Transkription?

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Transkription = ein Gen wird abgelesen und als RNA-Molekül vervielfältigt, das heißt ein spezifischer DNA-Abschnitt dient als Vorlage zur Synthese eines neuen RNA-Strangs.

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Erkläre die Schritte der Transkription detaillierter. Was passiert mit den Nukleinbasen? 

In welche drei Gruppen lässt sich die RNA einteilen? 

Was sind Transkriptionsfaktoren?

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  • dabei werden die Nukleinbasen der DNA (A – T – G – C) in die Nukleinbasen der RNA (A – U – G – C) umgeschrieben
    1. A steht gegenüber U
    2. G steht gegenüber C
    3. anstaelle des Thymins (DNA) kommt Uracil und anstelle der Desoxyribose (DNA) kommt Ribose in der RNA vor
  • dabei entstehende RNA lässt sich größtenteils in drei Gruppen einteilen: mRNA (m für Messenger) und rRNA (r für ribosomal) sowie tRNA (t für transfer)
  • Transkriptionsfaktor = ein Protein, das für die Initiation der RNA-Polymerase bei der Transkription von Bedeutung ist
    1. Liganden von Transkriptionsfaktoren: Transkriptionsfaktoren sind erst durch die Bindung eines Liganden in der Lage an DNA zu binden und die Transkription eines oder mehrerer Gene zu unterdrücken -> Bsp.: Vitamin A, T3, Vitamin D
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Wie wird die Proteinbiosynthese definiert und aus welchen 2 Hauptprozessen besteht sie?

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Proteinbiosynthese

= die Neubildung von Proteinen in Zellen & damit der für alle Lebewesen zentrale Prozess einer Genexpression -> besteht aus 2 Hauptprozessen: Transkription & Translation

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Was ist der Mechanismus der Transkription? (kurz die Funktion)

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Information der DNA wird auf die mRNA überschrieben

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Was ist der Mechanismus der Translation? (kurz die Funktion)

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= die (reife) mRNA wird in eine Aminosäuresequenz übersetzt -> geschieht durch Ribosomen im Cytoplasma

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Erkläre den Mechanismus der Translation detaillierter. Was ist das Ergebnis?

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TESTE DEIN WISSEN

Mechanismus ebenfalls aufgeteilt in:

  1. Initiation:
  • mRNA bindet an das Ribosom
  • Ribosom erkennt ein Startcodon und führt die passende tRNA an die P-Stelle an
  • Ein weiteres tRNA-Molekül mit komplementärem Anticodon lagert sich an die A-Stelle an
  • Ribosom wandert in 3-Richtung
  1. Elongation:
  • Ribosom wandert immer ein Triplett weiter
  • Leeren tRNA-Moleküle rutschen in die E-Stelle und lösen sich
  • Neue tRNA-Moleküle mit Aminosäuren binden am Ribosom
  • Diese Aminosäuren sind immer passend für bestimmte Codone
  • Enzyme katalysiere bei jedem Triplett-Schritt die Bindung der Aminosäure an der P-Stelle
  • Es entsteht eine Polypeptidkette
  1. Termination:
  • Für Stopcodon gibt es kein tRNA-Molekül mit passender Aminosäure
  • Wird so Stopcodon abgelesen, zerfällt das Ribosom & gibt das Polypeptid frei

Ergebnis: Am Ende der Translation wurde ein Polypeptid bzw. ein Protein synthetisiert

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Was ist Selen und welchen Formen tritt es in der Natur auf? 

Ist Selen gefhährlich?

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Biosynthese der Selenoproteine

  • Selen ist ein essenzielles Spurenelement & wird für die Synthese von Selenoproteinen benötigt
  • Selen tritt in verschiedenen Formen in der Natur auf
    1. Organisches Selen (z.B. Seleno-Aminosäuren) oder als anorganisches Selenit
  • In hohen Dosen toxisch (Selenose)
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Was sind Enzyme?

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TESTE DEIN WISSEN

= Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren

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TESTE DEIN WISSEN

Welche Funktion haben Enzyme?

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TESTE DEIN WISSEN

Wichtige Funktionen im Stoffwechsel von Organismen: Steuern den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen - von der Verdauung bis hin zum Kopieren (DNA-Polymerase) & Transkribieren (RNA-Polymerase) der Erbinformation

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Wozu ist der genetische Code da und woraus besteht er?

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TESTE DEIN WISSEN
  • = dazu da, um die genetischen Informationen für die Eiweißsynthese in DNA und RNA zu verschlüsseln
  • Besteht aus Nucleotiden bzw. Basen, die in Form einer bestimmten Reihenfolge in der DNA vorkommen
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Q:

Woraus besteht die Verschlüsselung des genetischen Codes? 

Wie viele Kombinationen gibt es und wie werden diese berechnet?

A:
  1. Die Verschlüsselung besteht aus 20 AS, jedoch sind unterschiedlich viele beteiligt & jede AS wird durch eine Nucleinbase verschlüsselt
  2. In jeder Nucleinsäure gibt es 4 verschiedene Basen -> 4^1 = 4 verschlüsselte AS
  3. Je nachdem wie viele Basen benötigt werden, um die AS zu verschlüsseln soviele Kombinationen gibt es
    • z.B. 3 Basen um 1 AS zu verschlüsseln à Rechnung: 4^3 = 64 Kombinationen für die 20 AS


3 Basen ergeben eine AS die wir ablesen müssen -> wird Triplett/Codon genannt

Q:

Was bedeutet Replikation?

A:

Replikation = die Vervielfältigung des Erbinformationsträgers DNA einer Zelle nach einem semi-konservativen Prinzip -> Dabei handelt es sich in der Regel um eine exakte Verdoppelung der DNA

Q:

Was bedeutet Transkription?

A:

Transkription = ein Gen wird abgelesen und als RNA-Molekül vervielfältigt, das heißt ein spezifischer DNA-Abschnitt dient als Vorlage zur Synthese eines neuen RNA-Strangs.

Q:

Erkläre die Schritte der Transkription detaillierter. Was passiert mit den Nukleinbasen? 

In welche drei Gruppen lässt sich die RNA einteilen? 

Was sind Transkriptionsfaktoren?

A:
  • dabei werden die Nukleinbasen der DNA (A – T – G – C) in die Nukleinbasen der RNA (A – U – G – C) umgeschrieben
    1. A steht gegenüber U
    2. G steht gegenüber C
    3. anstaelle des Thymins (DNA) kommt Uracil und anstelle der Desoxyribose (DNA) kommt Ribose in der RNA vor
  • dabei entstehende RNA lässt sich größtenteils in drei Gruppen einteilen: mRNA (m für Messenger) und rRNA (r für ribosomal) sowie tRNA (t für transfer)
  • Transkriptionsfaktor = ein Protein, das für die Initiation der RNA-Polymerase bei der Transkription von Bedeutung ist
    1. Liganden von Transkriptionsfaktoren: Transkriptionsfaktoren sind erst durch die Bindung eines Liganden in der Lage an DNA zu binden und die Transkription eines oder mehrerer Gene zu unterdrücken -> Bsp.: Vitamin A, T3, Vitamin D
Q:

Wie wird die Proteinbiosynthese definiert und aus welchen 2 Hauptprozessen besteht sie?

A:

Proteinbiosynthese

= die Neubildung von Proteinen in Zellen & damit der für alle Lebewesen zentrale Prozess einer Genexpression -> besteht aus 2 Hauptprozessen: Transkription & Translation

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Q:

Was ist der Mechanismus der Transkription? (kurz die Funktion)

A:

Information der DNA wird auf die mRNA überschrieben

Q:

Was ist der Mechanismus der Translation? (kurz die Funktion)

A:

= die (reife) mRNA wird in eine Aminosäuresequenz übersetzt -> geschieht durch Ribosomen im Cytoplasma

Q:

Erkläre den Mechanismus der Translation detaillierter. Was ist das Ergebnis?

A:

Mechanismus ebenfalls aufgeteilt in:

  1. Initiation:
  • mRNA bindet an das Ribosom
  • Ribosom erkennt ein Startcodon und führt die passende tRNA an die P-Stelle an
  • Ein weiteres tRNA-Molekül mit komplementärem Anticodon lagert sich an die A-Stelle an
  • Ribosom wandert in 3-Richtung
  1. Elongation:
  • Ribosom wandert immer ein Triplett weiter
  • Leeren tRNA-Moleküle rutschen in die E-Stelle und lösen sich
  • Neue tRNA-Moleküle mit Aminosäuren binden am Ribosom
  • Diese Aminosäuren sind immer passend für bestimmte Codone
  • Enzyme katalysiere bei jedem Triplett-Schritt die Bindung der Aminosäure an der P-Stelle
  • Es entsteht eine Polypeptidkette
  1. Termination:
  • Für Stopcodon gibt es kein tRNA-Molekül mit passender Aminosäure
  • Wird so Stopcodon abgelesen, zerfällt das Ribosom & gibt das Polypeptid frei

Ergebnis: Am Ende der Translation wurde ein Polypeptid bzw. ein Protein synthetisiert

Q:

Was ist Selen und welchen Formen tritt es in der Natur auf? 

Ist Selen gefhährlich?

A:

Biosynthese der Selenoproteine

  • Selen ist ein essenzielles Spurenelement & wird für die Synthese von Selenoproteinen benötigt
  • Selen tritt in verschiedenen Formen in der Natur auf
    1. Organisches Selen (z.B. Seleno-Aminosäuren) oder als anorganisches Selenit
  • In hohen Dosen toxisch (Selenose)
Q:

Was sind Enzyme?

A:

= Proteine, die biochemische Reaktionen katalysieren

Q:

Welche Funktion haben Enzyme?

A:

Wichtige Funktionen im Stoffwechsel von Organismen: Steuern den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen - von der Verdauung bis hin zum Kopieren (DNA-Polymerase) & Transkribieren (RNA-Polymerase) der Erbinformation

Q:

Wozu ist der genetische Code da und woraus besteht er?

A:
  • = dazu da, um die genetischen Informationen für die Eiweißsynthese in DNA und RNA zu verschlüsseln
  • Besteht aus Nucleotiden bzw. Basen, die in Form einer bestimmten Reihenfolge in der DNA vorkommen
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