Genetik an der Universität zu Köln

Karteikarten und Zusammenfassungen für Genetik an der Universität zu Köln

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Was sind Nukleoside?

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Welche DNA & mRNA Stränge gibt es?

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Wie sind die einzelnen Nukleotide im Einzelstrang verbunden? Und wie reagieren die Nukleotide miteinander?

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Was sind die Eigenschaften des genetischen Codes?

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Die DNA ist ein Doppelstrang. Was fällt bei diesem Doppelstrang auf ?

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Was ist die posttranslationale Modifikation?

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Welche 2 unterschiedlichen Enden weist der DNA - Einzelstrang auf ? Und was befindet sich dort ?

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Ablauf der Translation

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Erklären Sie wie ein Gen zum Merkmal wird an einem selbst gewählten Beispiel

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Was fällt bei der Basenzusammensetung auf? (Im Bezug auf den DNA Strang)

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Wie sind die Nukleoside miteinander verbunden?

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Was ist die DNA?

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Genetik

Was sind Nukleoside?

Verbindung aus Desoxyribose & 1 Base

Genetik

Welche DNA & mRNA Stränge gibt es?

DNA:
▪︎Nicht-Matrizenstrang/ Nicht-codogener-DNA-Strang -> arbeitet in 5′ -> 3′ Richtung
▪︎ Matrizenstrang/ codogener-DNA-Strang -> arbeitet in 3′ -> 5′ Richtung
-> ist Vorlagengeber zur Bildung der mRNA

mRNA:
▪︎mRNA
-> arbeitet von 5′ -> 3′ Richtung 
-> Basensequenz ist komplementär zum codogenen DNA-Strang
-> Basensequenz mRNA = Nicht-codogenen-DNA-Strangs

Genetik

Wie sind die einzelnen Nukleotide im Einzelstrang verbunden? Und wie reagieren die Nukleotide miteinander?

Die einzelnen Nukleotide sind über die Phosphatgruppen und die Desoxyribosemoleküle  
miteinander verbunden.
Dabei reagiert die Phosphatgruppe des einen Nukleotids mit der OH – Gruppe am 3. C -Atom des anderen Nukleotids unter Abspaltung von Wasser.

Genetik

Was sind die Eigenschaften des genetischen Codes?

1. Triplett – Code: 3 Basen hintereinander verschlüsseln eine Aminosäure
2. Er ist redundant (Redundanz), d.h. mehrere Tripletts verschlüsseln eine Aminosäure
3. Er ist kommalos (Kommalosigkeit), d.h. es wird ein Triplett nach dem anderen gebildet & abgelesen
Fällt z.B eine Base weg, dann gibt es keine Lehrstelle, sondern die nächste Base rückt vor
4. Er ist nich überlappend -> jede Base zählt nur einmal
5. Er ist universell (alle Pflanzen, Tiere, Menschen etc. lesen ihn gleich)

Genetik

Die DNA ist ein Doppelstrang. Was fällt bei diesem Doppelstrang auf ?

1. Die beiden Stränge verlaufen antiparallel
2. Die beiden Stränge sind
komplementär zueinander, wegen der spezifischen Basenpaarung
3. Die Information ist in der Reihenfolge der Basen (=Basen – Sequenz) gespeichert
-> wegen der spezifischen Basenpaarung ist die Information prinzipiell doppelt vorhanden (-> Sicherheit )
4. Die Basen liegen in der Mitte und sind durch das Zucker – Phosphat – Rückgrat der beiden Stränge geschützt
5. Die Abfolge der Basen (bzw. der Nukleotide) ist durch die sehr stabile Elektronenpaarbindungen gesichert
6. Die beiden Stränge sind durch H – Brücken miteinander verbunden. Diese lassen sich relativ leicht trennen -> Vorraussetzung für die Verdopplung der DNA

Genetik

Was ist die posttranslationale Modifikation?

Nach der Translation werden Polypeptidketten meist noch verändert. Diese Veränderungen werden posttranslationale Modifikationen genannt. Dabei werden z.B. Zucker-oder Phosphatgruppen an das Polypeptidmokekül gebunden. Die Veränderungen können schon direkt an den Ribosomen, in den unterschiedlichen Organellen einer Zelle oder auch erst außerhalb von Zellen erfolgen. Dabei ist eine korrekte Faltung des gebildeten Proteins entscheidend. Die endgültige Faltung zum funktionsfähigen Proteinmolekül erfolgt oft erst am Zielort. Das fertige Molekül weist eine bestimmte Tertiärstruktur auf, in der Ladungen und Säure bzw. basische Gruppen so verteilt sind, dass es seine Funktionen erfüllen kann.

Genetik

Welche 2 unterschiedlichen Enden weist der DNA - Einzelstrang auf ? Und was befindet sich dort ?

1. Am 3′ Ende befindet sich die OH – Gruppe am 3. C – Atom der Desoxyribose

2. Am 5′ Ende befindet sich die Phosphat – Gruppe am 5. C – Atom der Desoxyribose

Genetik

Ablauf der Translation

1. Intiation:
a) die mRNA, eine tRNA werden mit der ersten AS des Polypeptids sowie die beiden ribosomalen Untereinheiten zusammengebracht
b)die kleine ribosomale Untereinheit bindet an einer spezifischen Stelle der mRNA, dem Starttriplett AUG. Die passende tRNA mit der AS Methionin lagert sich an. Die große ribosomale Untereinheit kommt hinzu und ein funktionsfähiges Ribosom entsteht.
c) Nach Beendigung des Intiationsvorgangs befindet sich die erste tRNA an der P-Stelle des Ribosoms, die A-Stelle ist frei (um die nächste tRNA aufzunehmen)

2. Elongation:
-> hier wird eine AS nach der anderen an die Start-AS Methionin angehängt & es entsteht eine immer längere Polypeptidkette
a) Codonerkennung: das mRNA-Codon an der A-Stelle bildet H-Brücken zum komplementären Anticodon eines eintreffenden tRNA Moleküls, das die passende AS trägt
b) Bildung einer Peptidbindung: ein Enzym der großen Untereinheit katalysiert die Bildung einer Peptidbindung zwischen der AS des Polypeptids an der P-Stelle & der gerade eingetroffenen neuen AS an der A-Stelle. Dabei trennt sich das Polypeptid von der tRNA an der P-Stelle.
c) Translokation: Das Ribosom verlagert die tRNA zusammen mit dem Polypeptid zur P-Stelle (ein Basentriplett in 5′ -> 3′ Richtung)
Das nächste Codon der mRNA gelangt zur A-Stelle. Die leere tRNA verlässt das Ribosom an der E-Stelle. Eine nächste tRNA bindet usw.

3.Termination:
Die Elongation setzt sich so lange fort, bis ein Terminatorcodon zur A-Stelle des Ribosoms kommt. Die Basentriplett UAA, UAG & UGA wirken als Stopsignale für die Translation. Ein Release-Faktor besetzt direkt das Terminationscodon & spaltet das fertige Polypeptid von der letzten tRNA ab. Das Ribosom setzt das Polypeptid frei & trennt sich wieder in kleine & große ribosomale Untereinheit 

Genetik

Erklären Sie wie ein Gen zum Merkmal wird an einem selbst gewählten Beispiel

Die DNA ist der Informationsträger für biologische Information. Mit ihrer Basensequenz verschlüsselt die DNA die AS – Sequenz der Proteine. Die Information = Basensequenz für ein Protein nennt man Gen (Bsp: Melaninase – Gen) : Die DNA ist also eine große, bzw. lange Ansammlung von Genen. Damit aus dieser Information ein biologisches Merkmal wird, muss in der Zelle folgendes passieren:
1. Die Basensequenz eines Gens der DNA muss kopiert werden. Es entsteht eine mRNA. -> TRANSKRIPTION
2. Die Basensequenz der mRNA muss vom Ribosom in die AS – Sequenz eines Proteins übersetzt werden. -> TRANSLATION
3. Enzym/Protein: Melaninase
4. Stoffwechsel: Melanin
5. Merkmal: schwarze Haare

Den gesamten Prozess (Transkription + Translation) nennt man Proteinbiosynthese, Genexpression oder die Realisierung genetischer Informationen 

Genetik

Was fällt bei der Basenzusammensetung auf? (Im Bezug auf den DNA Strang)

1. Menge an Purinbasen (A+G)
= Menge an Pyrimidinbasen (C+T)
2. Menge an Adenin = Thymin
3. Menge an Cytosin = Guanin
4. Wenn nur spezifische Paarungen von Basen erstellt werden können, gibt die Sequenz des einen Stranges, automatisch die Sequenz des anderen Stranges
5. Die spezifische Basenpaarung legt einen duplizierenden Mechanismus vor

Genetik

Wie sind die Nukleoside miteinander verbunden?

Ein DNA – Molekül besteht aus vielen Millionen Nukleotide, die so angereiht sind, dass die Zuckerreste der Nukleoside jeweils über eine Phosphatgruppe miteinander verbunden sind.
-> es entsteht eine Zucker – Phosphat – Kette -> Rückgrat
Am Rückgrat sind über die Zucker die stickstoffhaltigen Basen angehängt 

Genetik

Was ist die DNA?

DNA = Desoxyribonukleinsäure
Die DNA ist ein kettenförmiges, unverzweigtes Makromolekül, das aus vier verschieden organischen Basen entsteht, welche neben Kohlenstoffatomen auch Stickstoffatome besitzen 

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