BIO Genetik an der Hochschule Niederrhein

• befasst sich mit den Reaktionsmechanismen zwischen und innerhalb von molekularen Strukturen der Organismen
• enge Bindung an Biochemie, Kybernetik, Biophysik, Genetik 
• untersucht Lebenserscheinungen im molekularen Bereich
• besonderes Interesse: Informationstragende Makromoleküle
• versucht Lebensvorgänge zu erklären anhand von Struktur, Funktion und Umwandlung von Molekülen

- griech. "bios" => das Leben 

- grich. "logos" => die Lehre

der dt. Anatom und Physiologe Karl Friedrich Burdach prägte den Begriff um 1800

= moderne Wortschöpfung

- "genea" => Abstammung

- "genein" => zeugen, entstehen 

• Proteinsynthese
  • Die Bauanleitung zur Synthese aller Proteine ist in der DNS enthalten
  • Teilstücke der DNS werden kopiert => RNA 
  • RNA enthält jeweils die Bauanleitung zur Synthese eines Proteins
  • Ein Ribosom stellt anhand dieser Bauanleitung das entsprechende Protein her
• Mit Hilfe der Ribosomen wird die „Sprache der Gene“ also in die „Sprache der Proteine“ umgesetzt
  • Die in der mRNA verschlüsselte Info über die Zusammensetzung der Proteine wird abgelesen
  • Die so festgelegten Aminosäuren werden in der jeweils spezifischen Reihenfolge (Sequenz) zu einem Proteinmolekül verbunden

• Man nimmt an, dass Mitochondrien ursprünglich Bakterien waren, die sich im Verlauf der Evolution an das symbiotische Leben innerhalb der Zelle angepasst haben
  
  
• Für diese Theorie spricht:
  • Die meisten prokaryotischen Zellen haben etwa dieselbe Größe wie eukaryotische Zellorganellen (diese Zellorganellen haben also die Größe von kleinen Bakterien)
• Sind von einer eigenen Membran umgeben
  • Diese Organellen-Membran steht nicht in Verbindung mit dem Inneren Membransystem
  • Einige Zellorganellen besitzen ihr eigenes Erbmaterial
  • Ein Vergleich der RNA von Prokaryonten und z.B. Mitochondrien zeigt große Sequenzübereinstimmungen
  • Einige Zellorganellen vermehren sich durch Teilung, sie können von der Zelle bei zufälligem Verlsut auch nicht neu gebildet werden 

Ja

Proteinsprach besteht aus 20 Buchstaben (Aminosäuren)

Die genetische Sprache besitzt 4 Buchstaben:

Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin

• Auflösung ist der kleinste Abstand 2er Punkte (Strukturelemente),
  die gerade noch als getrennt erkannt werden  

• Aerobie
  • Lebeweise, bei der O2 im Stoffwechsel benötigt wird
  • Tiere / Menschen könnten ohne Mitochondrien den Sauerstoff nicht verwerten => keine ATP-Produktion
    • ATP = Energieträger
      • Zur Energiegewinnung wird ATP gespalten
        • frei Werdende Energie ermöglicht Arbeitsleistungen in den Zellen
  • Pflanzen zur Energiegewinnung
    
    
• Anaerobie
  • So genannte anaerobe Lebewesen, die in sauerstofffreien Lebensräumen zu Hause sind, besitzen keine Mitochondrien
  • Sie müssen Energie aus anaeroben Prozessen gewinnen (z.B. Gärung)

• Vor allem bei sich noch entwickelnden Zellen
• Sie stellen die in der Zele selbst benötigten Proteine her
  • housekeeping proteins

• die einfachsten Lebewesen, die aus nur einer Zelle mit echtem Zellkern bestehen
• Aus den urtümlichen Protoctisten sind im Laufe der Evolution alle höheren vielzelligen Lebewesen hervorgegangen  

1. Bakterien haben keinen echten, von membranumhüllten Zellekern
   • Erbinformation bei Bakterien freischwimmend im Zytoplasma
     - Nucleoid / Kernäquivalent
   • echter Zellkern bei Eukaryonten
     
     
2. Bakterien haben ein oder mehrere Plasmide
   = zusätzliches, ringförmiges Chromosom mit weiteren wenigen Genen
   = sind z.B. verantwortlich für Antibiotikaresistenz
3. Bakterien im Vgl mit Eukaryonten schwach kompartimiert
   (Kompartiment = durch Membran abgeteilter Bereich in Zelle)
4. Viele Bakterien verfügen über Pili (singular: Pilus)
   = Strukturen, die aus Bakterium herausragen und DNA zu einem anderen Bakterium übertragen können
5. Bakterien haben zusätzlich zur Zellwand eine Zellmembran
   • Mureinschicht(en) = regelmäßiges Gespinst aus langen Polysaccharidketten
     - diese KH können von unserem Immunsystem gut erkannt werden
     -daher tarnen sich einige Bakterien mit einer zusätzlichen Schleimschicht
     
     
6. Eukaryonten sind 10 bis 100 mal größer als Bakterien
   = E haben differenziertere Zellstrukturen
7. E haben echten Zellkern
   
   
8. Eukaryotische Einzeller haben Geißel als Fortbewegungsorgan, prokaryotische ein Flagellum

• Lichtmikroskop 1/10 Mikrometer
  => 10.000 Punkte pro mm

• Elektronenmikroskop 1/10 nm
  => 10.000.000 Punkte pro mm
  
  
  
• Elektronenmikroskop = 1.000 x leistungsstärker