Biologie – Klausur N °3
Bau der DNA
DNA = deoxyribonucleic Acid
DNS = Desoxyribonukleinsäure
Adenin paart mit Thymin (2 Wasserstoffbrücken verbunden)
Polynukleotidstrang: Cytosin paart mit Guanin (3 Wasserstoffbrücken verbunden)
Viele Nukleotide [Monomere], zu einer langen Kette [Polymer] verknüpft
Bestandteile: 4 organische Basen, Phosphorsäure, Desoxyribose Struktur der DNA:
➢ Zwei Polynucleotidstränge: sind schraubig gewunden
zum Doppelstrang [=Doppelhelix]
➢ Gibt ein Zucker-Phosphat-Rückgrat
➢ Die Sprossen bilden die Basen
[komplementäre Basen]
➢ DNA wird durch Wasserstoffbrücken
zusammengehalten
➢ Antiparallelität der beiden Stränge
➢ Nucleotide werden als Triphosphate eingebaut
− Abfolge der Basen bestimmt den genetischen Code
− Ein Triplettcode: 3 Nukleotide codieren eine Aminosäure
Anforderungen an die DNA:
➢ Speicherung von Infos über Bau und Funktion vom Organismus [Erbgut]
➢ Reparaturen müssen möglich sein
➢ Muss kopierbar sein/verdoppelt werden können
➢ Muss mutieren können => nur so ist eine Veränderung möglich
➢ Erbinfo muss weitergegeben werden können
➢ muss kompakt vorliegen im Kern
➢ Polyanion => negativ geladen
Chromosom [und weitere wichtige Begriffe]
Mehrfach aufgewickelter/gewundener Chromatinfaden
Transport der DNA
Allel: Verschiedene Varianten eines Gens [z.B. Augenfarbe]
1 Chromatid-Chromosom: Eine Hälfte eines 2-Chromatid-Chromosoms Zwei-Chromatid-
Schwesterchromatiden: Sind identisch; bilden zsm ein 2-Chromatid-Chromosomen, Chromosomen
sind am Zentromer verbunden
Homologe Chromosomen: beide Chromosomen [von Vater & Mutter] die Informationen zu den gleichen
Merkmalen tragen
Haploid: Einfacher Chromosomensatz => es gibt nur jeweils ein Chromosom jedes Typs [Keimzellen]
Diploid: Doppelter Chromosomensatz => es gibt je 2 homologe Chromosomen [Körperzellen]
Karyogramm
Geordnete Darstellung aller Chromosomen einer Zelle, nach z.B. Größe, Zentromerlage
Menschliches Karyogramm:
− 46 Chromosomen [bzw. 23 Chromosomen Paaren; Mutter + Vater]
− Autosomen: 22 Paare sind homologe Körperchromosomen
− Gonosomen: Das letzte Paar; Geschlechtschromosomen [Frau; XX, Mann; XY]
Identische Verdopplung der DNA
− Erzeugung genetisch identischer Tochterzellen, als Voraussetzung für Wachstum und Regeneration
1. Interphase => Replikation*
2. Prophase
3. Metaphase
Mitose => Zellkernteilung
4. Anaphase
Mitose Vorteil: [ungeschlechtliche Vermehrung]
5. Telophase
Exakter Klon, schnell
6. Zytokinese => Zellteilung
Meiose Vorteil: [geschlechtliche Vermehrung;
Keimzellbildung]
Rekombination, Mutation => mögliche Verbesserung
, Beteiligte Enzyme: Notiz:
DNA-Polymerase III, DNA-Polymerase I,
Helicase, Topiosomerase, Primer DNA-Polymerase III; geht DNA in 3‘-5‘
(Primase), DNA-Ligase, Richtung ab * => synthetisiert den
Okazaki-Fragmente neuen Strang in 5‘-3‘-Richtung
*Replikation [Verdopplung der DNA im Zellkern]
DNA wird am DNA-Einzelstränge als Kontinuierlicher Diskontinuierlicher
Replikationsunrsprung Vorlage für Replikation: Leitstrang: Folgestrang:
von der Topiosomerase => kann kontinuierlich in
entschraubt => Startsequenz für DNA- => DNA-Polymerase III
Polymerase III aus 5'-3'Richtung verlängert synthetisiert zunächst ca.
=> Reblikationsblase kurzen RNA-Molekülen; werden 1000 Nukleotidstückchen
bildet sich den Primer [gebildt => löst sich => setzt
=> Helicase zerlegt DNA- durch Enzym Primase] hinter der Helicase
Doppelstrang in seine 2 => DNA-Polymerase III wieder an um weiteren
Einzelstränge durch verwendet frei DNA-Abschnitt zu
Ursprungsstrang
Spaltung der schwimmende produzieren
Wasserstoffbrücken Nukleotide als Topoisomerase => Okazaki-Fragment
komplementäre [Abschnitte]; dort wo
Bausteine Helicase Primer saß sind Lücken
DNA-Polymerase III 5‘ 3‘
=> DNA-Polymerase I schreibt RNA-Primer in komplementäre DNA-Stücke um 3‘ 5‘ RNA-Primer
=> DNA-Ligase verbindet Okazaki-Fragmente DNA-Polymerase I
RNA-Primer
➔ Zwei neue DNA-Stränge => Mitose kann beginnen
Kontinuierlicher DNA-Ligase
Proteinbiosynthese Leitstrang 3‘ DNA-Polymerase III Diskontinuierlicher
5‘
Folgestrang
a) Transkription 3‘
5‘
Übertragung der Basensequenz eines Gens (DNA-Abschnitt) in die
Basensequenz der m-RNA (Botennukleinsäure)
Initiation Elongation Termination
=> RNA-Polymerase bindet an die Promotor- => RNA-Polymerase beginnt die Basenfolge => RNA-Polymerase trifft auf spezielle DNA-
Region der DNA (Startpunkt) komplementär zu kopieren; Adenin - Uracil Sequenz; Terminator-Region, diese codiert
=> RNA-Polymerase entwindet beide DNA- Guanin - Cytosin das Ende
Stränge und löst die => RNA-Polymerase liest dabei den => der prä-mRNA-Teilstrang wird
Wasserstoffbrückenbindungen auf codogenen Strang* in 3'-5'-Richtung ab, freigegeben
synthetisiert den mRNA-Teilstrang also in 5'-
3'-Richtung
=> freie RNA-Nukleotide lagern sich
komplementär an und werden als
Triphosphate verknüpft
* codogener Strang = 3‘-5‘-Richtung => wird abgelesen
Prozessierung/Reifung: [Nur bei Eukaryoten]
Exon: bei Menschen alle
Prä-mRNA liegt nach Transkription vor, mit Exons und Introns
relativ gleich
I. Exon = codierende Abschnitt; enthalten Informationen für das Protein
Intron = nicht codierender Abschnitt Introns: unterschiedlich
=> Nur Exons werden benötigt
II. Spleißen: Exons werden herausgeschnitten und zusammengesetzt
Durch alternatives Spleißen
III. 5‘-Ende => 5‘-Cap wird angefügt: 1 modifiziertes Guanin-Nucleotid
=> verschiedene mRNA-Moleküle
3‘-Ende => Poly-A-Schwanz wird angefügt: viele Adenin-Nucleotide (=Polyadenylierung)
können gebildet werden
=> Schutz vor enzymatischem Abbau
=> verschiedene Proteine
IV. Reife mRNA liegt vor
Verlässt den Zellkern => zu den Ribosomen am rauen ER für die Transkription
Eigenschaften vom genetischen Code: Struktur der RNA: [Ribonukleinsäure]
✓ Kommafrei => keine Unterbrechungen − Ribose
✓ Überlappungsfrei => keine Base wird in zwei Tripletts benutzt − Einzelstrang
✓ Redundant => mehrere Tripletts codieren für dieselbe Aminosäure − Keine Wasserstoffbrücken zwischen den organischen Basen
✓ Universell => Basen sind bei allen Organismen gleich − Viel Kürzer als DNA-Moleküle
− Basen: Uracil & Adenin mRNA kann mehrmals
Guanin & Cytosin verwendet werden, bis
sie enzymatisch von
Nucleasen abgebaut wird
*OH-Gruppe am 3´Ende um andocken zu können
Bau der DNA
DNA = deoxyribonucleic Acid
DNS = Desoxyribonukleinsäure
Adenin paart mit Thymin (2 Wasserstoffbrücken verbunden)
Polynukleotidstrang: Cytosin paart mit Guanin (3 Wasserstoffbrücken verbunden)
Viele Nukleotide [Monomere], zu einer langen Kette [Polymer] verknüpft
Bestandteile: 4 organische Basen, Phosphorsäure, Desoxyribose Struktur der DNA:
➢ Zwei Polynucleotidstränge: sind schraubig gewunden
zum Doppelstrang [=Doppelhelix]
➢ Gibt ein Zucker-Phosphat-Rückgrat
➢ Die Sprossen bilden die Basen
[komplementäre Basen]
➢ DNA wird durch Wasserstoffbrücken
zusammengehalten
➢ Antiparallelität der beiden Stränge
➢ Nucleotide werden als Triphosphate eingebaut
− Abfolge der Basen bestimmt den genetischen Code
− Ein Triplettcode: 3 Nukleotide codieren eine Aminosäure
Anforderungen an die DNA:
➢ Speicherung von Infos über Bau und Funktion vom Organismus [Erbgut]
➢ Reparaturen müssen möglich sein
➢ Muss kopierbar sein/verdoppelt werden können
➢ Muss mutieren können => nur so ist eine Veränderung möglich
➢ Erbinfo muss weitergegeben werden können
➢ muss kompakt vorliegen im Kern
➢ Polyanion => negativ geladen
Chromosom [und weitere wichtige Begriffe]
Mehrfach aufgewickelter/gewundener Chromatinfaden
Transport der DNA
Allel: Verschiedene Varianten eines Gens [z.B. Augenfarbe]
1 Chromatid-Chromosom: Eine Hälfte eines 2-Chromatid-Chromosoms Zwei-Chromatid-
Schwesterchromatiden: Sind identisch; bilden zsm ein 2-Chromatid-Chromosomen, Chromosomen
sind am Zentromer verbunden
Homologe Chromosomen: beide Chromosomen [von Vater & Mutter] die Informationen zu den gleichen
Merkmalen tragen
Haploid: Einfacher Chromosomensatz => es gibt nur jeweils ein Chromosom jedes Typs [Keimzellen]
Diploid: Doppelter Chromosomensatz => es gibt je 2 homologe Chromosomen [Körperzellen]
Karyogramm
Geordnete Darstellung aller Chromosomen einer Zelle, nach z.B. Größe, Zentromerlage
Menschliches Karyogramm:
− 46 Chromosomen [bzw. 23 Chromosomen Paaren; Mutter + Vater]
− Autosomen: 22 Paare sind homologe Körperchromosomen
− Gonosomen: Das letzte Paar; Geschlechtschromosomen [Frau; XX, Mann; XY]
Identische Verdopplung der DNA
− Erzeugung genetisch identischer Tochterzellen, als Voraussetzung für Wachstum und Regeneration
1. Interphase => Replikation*
2. Prophase
3. Metaphase
Mitose => Zellkernteilung
4. Anaphase
Mitose Vorteil: [ungeschlechtliche Vermehrung]
5. Telophase
Exakter Klon, schnell
6. Zytokinese => Zellteilung
Meiose Vorteil: [geschlechtliche Vermehrung;
Keimzellbildung]
Rekombination, Mutation => mögliche Verbesserung
, Beteiligte Enzyme: Notiz:
DNA-Polymerase III, DNA-Polymerase I,
Helicase, Topiosomerase, Primer DNA-Polymerase III; geht DNA in 3‘-5‘
(Primase), DNA-Ligase, Richtung ab * => synthetisiert den
Okazaki-Fragmente neuen Strang in 5‘-3‘-Richtung
*Replikation [Verdopplung der DNA im Zellkern]
DNA wird am DNA-Einzelstränge als Kontinuierlicher Diskontinuierlicher
Replikationsunrsprung Vorlage für Replikation: Leitstrang: Folgestrang:
von der Topiosomerase => kann kontinuierlich in
entschraubt => Startsequenz für DNA- => DNA-Polymerase III
Polymerase III aus 5'-3'Richtung verlängert synthetisiert zunächst ca.
=> Reblikationsblase kurzen RNA-Molekülen; werden 1000 Nukleotidstückchen
bildet sich den Primer [gebildt => löst sich => setzt
=> Helicase zerlegt DNA- durch Enzym Primase] hinter der Helicase
Doppelstrang in seine 2 => DNA-Polymerase III wieder an um weiteren
Einzelstränge durch verwendet frei DNA-Abschnitt zu
Ursprungsstrang
Spaltung der schwimmende produzieren
Wasserstoffbrücken Nukleotide als Topoisomerase => Okazaki-Fragment
komplementäre [Abschnitte]; dort wo
Bausteine Helicase Primer saß sind Lücken
DNA-Polymerase III 5‘ 3‘
=> DNA-Polymerase I schreibt RNA-Primer in komplementäre DNA-Stücke um 3‘ 5‘ RNA-Primer
=> DNA-Ligase verbindet Okazaki-Fragmente DNA-Polymerase I
RNA-Primer
➔ Zwei neue DNA-Stränge => Mitose kann beginnen
Kontinuierlicher DNA-Ligase
Proteinbiosynthese Leitstrang 3‘ DNA-Polymerase III Diskontinuierlicher
5‘
Folgestrang
a) Transkription 3‘
5‘
Übertragung der Basensequenz eines Gens (DNA-Abschnitt) in die
Basensequenz der m-RNA (Botennukleinsäure)
Initiation Elongation Termination
=> RNA-Polymerase bindet an die Promotor- => RNA-Polymerase beginnt die Basenfolge => RNA-Polymerase trifft auf spezielle DNA-
Region der DNA (Startpunkt) komplementär zu kopieren; Adenin - Uracil Sequenz; Terminator-Region, diese codiert
=> RNA-Polymerase entwindet beide DNA- Guanin - Cytosin das Ende
Stränge und löst die => RNA-Polymerase liest dabei den => der prä-mRNA-Teilstrang wird
Wasserstoffbrückenbindungen auf codogenen Strang* in 3'-5'-Richtung ab, freigegeben
synthetisiert den mRNA-Teilstrang also in 5'-
3'-Richtung
=> freie RNA-Nukleotide lagern sich
komplementär an und werden als
Triphosphate verknüpft
* codogener Strang = 3‘-5‘-Richtung => wird abgelesen
Prozessierung/Reifung: [Nur bei Eukaryoten]
Exon: bei Menschen alle
Prä-mRNA liegt nach Transkription vor, mit Exons und Introns
relativ gleich
I. Exon = codierende Abschnitt; enthalten Informationen für das Protein
Intron = nicht codierender Abschnitt Introns: unterschiedlich
=> Nur Exons werden benötigt
II. Spleißen: Exons werden herausgeschnitten und zusammengesetzt
Durch alternatives Spleißen
III. 5‘-Ende => 5‘-Cap wird angefügt: 1 modifiziertes Guanin-Nucleotid
=> verschiedene mRNA-Moleküle
3‘-Ende => Poly-A-Schwanz wird angefügt: viele Adenin-Nucleotide (=Polyadenylierung)
können gebildet werden
=> Schutz vor enzymatischem Abbau
=> verschiedene Proteine
IV. Reife mRNA liegt vor
Verlässt den Zellkern => zu den Ribosomen am rauen ER für die Transkription
Eigenschaften vom genetischen Code: Struktur der RNA: [Ribonukleinsäure]
✓ Kommafrei => keine Unterbrechungen − Ribose
✓ Überlappungsfrei => keine Base wird in zwei Tripletts benutzt − Einzelstrang
✓ Redundant => mehrere Tripletts codieren für dieselbe Aminosäure − Keine Wasserstoffbrücken zwischen den organischen Basen
✓ Universell => Basen sind bei allen Organismen gleich − Viel Kürzer als DNA-Moleküle
− Basen: Uracil & Adenin mRNA kann mehrmals
Guanin & Cytosin verwendet werden, bis
sie enzymatisch von
Nucleasen abgebaut wird
*OH-Gruppe am 3´Ende um andocken zu können
