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Lernmaterialien für VRL 1: DNA Replikation an der Technische Hochschule Mittelhessen

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen VRL 1: DNA Replikation Kurs an der Technische Hochschule Mittelhessen zu.

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Was besagt das Meselson-Stahl-Experiment?

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Die Biologen Matthew Meselson und Franklin Stahl entwickelten den 1958 publizierten und nach ihnen benannten Meselson-Stahl-Versuch, mit dem sich nachweisen lässt, dass die Replikation der DNA semikonservativ (halb-bewahrend) ist, das Erbgut der Tochterzellennach der Zellteilung also je zur Hälfte aus der Erbinformation der Mutterzelle besteht und zur Hälfte neu synthetisiert wird.
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Was sind CdK? Wie fungieren sie? Wer kontrolliert sie?

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CdK sind Cyclin-abhängige Kinasen, welche zur Familie der Proteinkinasen gehören und deren Aufgabe es ist, den Zellzyklus-Vorgang zu kontrollieren. Dabei phosphorylieren sie intrazelluläre Proteine, die am An-und Ausschalten oder der Steuerung der Zellzyklusvorgänge beteiligt sind. Die Konzentration der CdK oszilliert während des Zellzyklus, sie nimmt also zu und wieder ab. Die Kinasen nehmen als Grundnormal für den richtigen Zellzyklusvorgang die DNA, welche immer gleich bleibt. Die CdK werden von Cyclinen durch Komplexbildung aktiviert, welche ebenfalls dem Auf-und Abbau unterliegen.

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Was ist das Primosom?

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= Proteinkomplex, der bei der Initiation der Replikation bei Prokaryoten beteiligt ist

-> für das Setzen der RNA-Primer auf beiden Einzelsträngen der zu vermehrenden DNA erforderlich

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Was hat der Zellzyklus mit der Replikation zu tun?

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Die Replikation ist bei mehrzelligen Organismen ein Bestandteil des Zellzyklus und der
Zellteilung. Dabei wird DNA verdoppelt, aus welcher dann in der Mitose-Phase zwei
identische DNAs werden. Der Zellzyklus umfasst eine Wachstumsphase G1 der Zelle, die
Replikationsphase, auch S-Phase genannt, in der die DNA verdoppelt wird, eine weitere
Wachstumsphase bzw. Mitose-Vorbereitungsphase und die Mitose-Phase, in welcher die
verdoppelte DNA in zwei identische DNAs geteilt wird. Die genetische Verdopplung
(Replikation) stellt bei Prokaryoten zusammen mit der zellulären Verdopplung (Mitose) die
Vermehrung des Organismus dar. Die Replikation ist die Voraussetzung für die Zellteilung

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Was hat der Zellzyklus mit der Reproduktion zu tun?

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Reproduktion bedeutet das Erzeugen genetisch identischer Individuen von Lebewesen bzw. es bedeutet Fortpflanzung. Bei Einzellern und Bakterien ist die Zellteilung auch gleichzeitig Fortpflanzung. Bei mehrzelligen Organismen hat die Reproduktion nichts mit dem Zellzyklus zu tun, sondern nur auf der Ebene der Zellteilung, bei welcher neue Zellen entstehen.

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Nennen Sie die verschiedenen Phasen des Zellzyklus!

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Der Zellzyklus umfasst zwei übergeordnete Phasen: die Mitose-Phase und die Interphase. Die Interphase unterteilt sich noch einmal in eine G1-Phase (Wachstumsphase), eine Synthese-Phase und eine G2-Phase (erneute Wachstumsphase bzw. Mitose- Vorbereitungsphase).

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Welchen Sinn haben Kontrollpunkte?

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Kontrollpunkte sind dazu da, um den Zellzyklus an bestimmten Stellen zu überwachen. Diese Stellen sind der Eintritt in die S-Phase, wobei Enzyme kontrollieren, ob alle Komponenten für die DNA-Verdopplung vorhanden sind und dementsprechend der Zellzyklus angehalten oder verlangsamt werden muss. Auch beim Ein-und Austritt in und aus der Mitose-Phase muss kontrolliert werden, ob alle Komponenten vorhanden sind und keine Schäden vorliegen. Wäre dies der Fall und gäbe es keine Kontrollenzyme, würde es zu massiven Fehlern bei der Replikation und der Zellteilung kommen, was dazu führt, dass entstehende Tochterzellen nicht lebensfähig sind. Diese Enzyme sorgen also dafür, dass die einzelnen Phasen starten.

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Nennen Sie die verschiedenen Phasen der Mitose!

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Die Phasen der Mitose sind die Prophase, die Metaphase, die Anaphase und die Telophase.
Bei der Prophase trennen sich die beiden Centromere und wandern jeweils an entgegengesetzte Pole. Außerdem werden die Chromosomen sichtbar.


In der Metaphase löst sich die Kernmembran auf und die Chromosomen kondensieren in der Äquatorialebene. Eine Ausbildung des Spindelapparats findet statt.


In der Anaphase trennen sich homologe Paare, 1 Chromatid eines Chromosoms wandert an einen Pol. Der Spindelapparat kontraktiert sich.


In der Telophase bilden sich eine Kernmembran und eine Zellwand aus. Die Chromatiden entspiralisieren sich und das Plasma der Mutterzelle schnürt sich in der Äquatorialebene ab. Es entstehen zwei Tochterzellen.

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Was bedeutet semikonservative Replikation?

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Semikonservative Replikation bedeutet die Verdopplung der DNA durch Synthese eines Tochterstranges an einem der beiden Ausgangsstränge.

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Was ist ein Catenan? Wie kann es zur Bildung dieser Strukturen kommen?

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Ein Catenan ist ein Gebilde aus zwei oder mehreren ringförmigen DNAs, welche eine Kette bilden. Dies kann bei der Replikation ringförmiger DNA entstehen. Durch Typ II Topoisomerasen kann diese Struktur zu einzelnen ringförmigen DNAs gewandelt werden.

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Nennen Sie Unterschiede zwischen der DNA-Polymerase und der RNA-Polymerase!

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Die DNA-Polymerase polymerisiert Nukleotide von 5‘ – in 3‘-Richtung. Sie kann keinen neuen Strang anfangen, sondern nur einen bereits vorhandenen verlängern. Sie braucht einen Primer zur Initiation. Zudem synthetisiert sie ein kurzes Stück RNA-Primer.


Die RNA-Polymerase, auch Primase genannt, stellt die RNA-Primer für die DNA-Polymerase her. Sie benötigt keinen basengepaarten Matrizenstrang, sondern synthetisiert selbst. Sie arbeitet sehr ungenau, jedoch wird sie durch die DNA-Polymerase später sowieso entfernt und korrigiert.

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Warum wird ein RNA-Primer verwendet und kein DNA-Primer, den man ja einfach dranlassen könnte und nicht wieder ablösen müsste?

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Der Grund für das Verwenden eines RNA-Primers ist unter anderem die Fähigkeit, gegenüber der DNA-Primer neue Ketten anzufangen. Obwohl die DNA-Polymerase selbst-korrigierend ist, führt ihre ungenaue Korrektur zu einer hohen Mutationsrate. Daher wird der Umweg über die RNA-Primer gegangen, die zwar auch sehr ungenau arbeiten, aber dadurch entstandenen Fehler sowieso von der DNA-Polymerase korrigiert werden.

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Beispielhafte Karteikarten für deinen VRL 1: DNA Replikation Kurs an der Technische Hochschule Mittelhessen - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Was besagt das Meselson-Stahl-Experiment?

A:
Die Biologen Matthew Meselson und Franklin Stahl entwickelten den 1958 publizierten und nach ihnen benannten Meselson-Stahl-Versuch, mit dem sich nachweisen lässt, dass die Replikation der DNA semikonservativ (halb-bewahrend) ist, das Erbgut der Tochterzellennach der Zellteilung also je zur Hälfte aus der Erbinformation der Mutterzelle besteht und zur Hälfte neu synthetisiert wird.
Q:

Was sind CdK? Wie fungieren sie? Wer kontrolliert sie?

A:

CdK sind Cyclin-abhängige Kinasen, welche zur Familie der Proteinkinasen gehören und deren Aufgabe es ist, den Zellzyklus-Vorgang zu kontrollieren. Dabei phosphorylieren sie intrazelluläre Proteine, die am An-und Ausschalten oder der Steuerung der Zellzyklusvorgänge beteiligt sind. Die Konzentration der CdK oszilliert während des Zellzyklus, sie nimmt also zu und wieder ab. Die Kinasen nehmen als Grundnormal für den richtigen Zellzyklusvorgang die DNA, welche immer gleich bleibt. Die CdK werden von Cyclinen durch Komplexbildung aktiviert, welche ebenfalls dem Auf-und Abbau unterliegen.

Q:

Was ist das Primosom?

A:

= Proteinkomplex, der bei der Initiation der Replikation bei Prokaryoten beteiligt ist

-> für das Setzen der RNA-Primer auf beiden Einzelsträngen der zu vermehrenden DNA erforderlich

Q:

Was hat der Zellzyklus mit der Replikation zu tun?

A:

Die Replikation ist bei mehrzelligen Organismen ein Bestandteil des Zellzyklus und der
Zellteilung. Dabei wird DNA verdoppelt, aus welcher dann in der Mitose-Phase zwei
identische DNAs werden. Der Zellzyklus umfasst eine Wachstumsphase G1 der Zelle, die
Replikationsphase, auch S-Phase genannt, in der die DNA verdoppelt wird, eine weitere
Wachstumsphase bzw. Mitose-Vorbereitungsphase und die Mitose-Phase, in welcher die
verdoppelte DNA in zwei identische DNAs geteilt wird. Die genetische Verdopplung
(Replikation) stellt bei Prokaryoten zusammen mit der zellulären Verdopplung (Mitose) die
Vermehrung des Organismus dar. Die Replikation ist die Voraussetzung für die Zellteilung

Q:

Was hat der Zellzyklus mit der Reproduktion zu tun?

A:

Reproduktion bedeutet das Erzeugen genetisch identischer Individuen von Lebewesen bzw. es bedeutet Fortpflanzung. Bei Einzellern und Bakterien ist die Zellteilung auch gleichzeitig Fortpflanzung. Bei mehrzelligen Organismen hat die Reproduktion nichts mit dem Zellzyklus zu tun, sondern nur auf der Ebene der Zellteilung, bei welcher neue Zellen entstehen.

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Q:

Nennen Sie die verschiedenen Phasen des Zellzyklus!

A:

Der Zellzyklus umfasst zwei übergeordnete Phasen: die Mitose-Phase und die Interphase. Die Interphase unterteilt sich noch einmal in eine G1-Phase (Wachstumsphase), eine Synthese-Phase und eine G2-Phase (erneute Wachstumsphase bzw. Mitose- Vorbereitungsphase).

Q:

Welchen Sinn haben Kontrollpunkte?

A:

Kontrollpunkte sind dazu da, um den Zellzyklus an bestimmten Stellen zu überwachen. Diese Stellen sind der Eintritt in die S-Phase, wobei Enzyme kontrollieren, ob alle Komponenten für die DNA-Verdopplung vorhanden sind und dementsprechend der Zellzyklus angehalten oder verlangsamt werden muss. Auch beim Ein-und Austritt in und aus der Mitose-Phase muss kontrolliert werden, ob alle Komponenten vorhanden sind und keine Schäden vorliegen. Wäre dies der Fall und gäbe es keine Kontrollenzyme, würde es zu massiven Fehlern bei der Replikation und der Zellteilung kommen, was dazu führt, dass entstehende Tochterzellen nicht lebensfähig sind. Diese Enzyme sorgen also dafür, dass die einzelnen Phasen starten.

Q:

Nennen Sie die verschiedenen Phasen der Mitose!

A:

Die Phasen der Mitose sind die Prophase, die Metaphase, die Anaphase und die Telophase.
Bei der Prophase trennen sich die beiden Centromere und wandern jeweils an entgegengesetzte Pole. Außerdem werden die Chromosomen sichtbar.


In der Metaphase löst sich die Kernmembran auf und die Chromosomen kondensieren in der Äquatorialebene. Eine Ausbildung des Spindelapparats findet statt.


In der Anaphase trennen sich homologe Paare, 1 Chromatid eines Chromosoms wandert an einen Pol. Der Spindelapparat kontraktiert sich.


In der Telophase bilden sich eine Kernmembran und eine Zellwand aus. Die Chromatiden entspiralisieren sich und das Plasma der Mutterzelle schnürt sich in der Äquatorialebene ab. Es entstehen zwei Tochterzellen.

Q:

Was bedeutet semikonservative Replikation?

A:

Semikonservative Replikation bedeutet die Verdopplung der DNA durch Synthese eines Tochterstranges an einem der beiden Ausgangsstränge.

Q:

Was ist ein Catenan? Wie kann es zur Bildung dieser Strukturen kommen?

A:

Ein Catenan ist ein Gebilde aus zwei oder mehreren ringförmigen DNAs, welche eine Kette bilden. Dies kann bei der Replikation ringförmiger DNA entstehen. Durch Typ II Topoisomerasen kann diese Struktur zu einzelnen ringförmigen DNAs gewandelt werden.

Q:

Nennen Sie Unterschiede zwischen der DNA-Polymerase und der RNA-Polymerase!

A:

Die DNA-Polymerase polymerisiert Nukleotide von 5‘ – in 3‘-Richtung. Sie kann keinen neuen Strang anfangen, sondern nur einen bereits vorhandenen verlängern. Sie braucht einen Primer zur Initiation. Zudem synthetisiert sie ein kurzes Stück RNA-Primer.


Die RNA-Polymerase, auch Primase genannt, stellt die RNA-Primer für die DNA-Polymerase her. Sie benötigt keinen basengepaarten Matrizenstrang, sondern synthetisiert selbst. Sie arbeitet sehr ungenau, jedoch wird sie durch die DNA-Polymerase später sowieso entfernt und korrigiert.

Q:

Warum wird ein RNA-Primer verwendet und kein DNA-Primer, den man ja einfach dranlassen könnte und nicht wieder ablösen müsste?

A:

Der Grund für das Verwenden eines RNA-Primers ist unter anderem die Fähigkeit, gegenüber der DNA-Primer neue Ketten anzufangen. Obwohl die DNA-Polymerase selbst-korrigierend ist, führt ihre ungenaue Korrektur zu einer hohen Mutationsrate. Daher wird der Umweg über die RNA-Primer gegangen, die zwar auch sehr ungenau arbeiten, aber dadurch entstandenen Fehler sowieso von der DNA-Polymerase korrigiert werden.

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