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Zusammenfassung - Biologie Klausur 11
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Zusammenfassung Biologie Klausur im Schuljahr 11
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Biologie KlausurMolekulargenetik
Bau der DNA:
DNS = Desoxyribonucleinsäure (engl. DNA) = Träger der Erbinformation
Bausteine:
• Desoxyribose (Zucker) „Rückgrat/Holme“
• Phosphatgruppe
• 4 Basen:
◦ Guanin: G
◦ Adenin: A „Sprossen“
◦ Thymin: T
◦ Cytosin: C
Nukleotide:
Eine stickstoffhaltige Base bindet an das 1‘-C-Atom und eine Phosphatgruppe an das 5‘-C-Atom der
Desoxyribose.
→ es steht das 5‘-C-Atom eines Desoxyribosemoleküls über eine Phosphatgruppe mit dem 3‘-C-Atom des
nächsten Zuckermolekülrests in Verbindung
→ freie Phosphatgruppe am 5‘-C-Atom (5‘-Ende), am anderen eine freie OH-Gruppe der Desoxyribose am
3‘-C-Atom (3‘-Ende)
→ die Basen T & A sowie C & G ergänzen sich durch ihre Struktur (Schlüssel-Schloss-Prinzip), sie sind
zueinander komplementär (=komplementäre Basenpaarung); zwischen den Basen bilden sich
Wasserstoffbrücken
→ die beiden Einzelstränge verlaufen zueinander antiparallel
Räumlicher Bau:
→ Doppelstrang, welcher um die eigene Achse schraubenförmig gedreht ist → DNA-Doppelhelix
Vom Gen zum Protein
• Gene = Abschnitte auf der DNA, die die „Bauanleitung“ für Proteine enthalten
• Umsetzung des Gens in ein Protein = Genexpression in zwei Schritten:
◦ Transkription: Synthese (=Produktion) eines Botenstoffs anhand der DNA
◦ Translation: Übersetzung des Botenstoffs in ein Protein
1) Transkription
„Bote“ = messenger-RNA (mRNA) = m-RNA
DNA (Desoxyribonukleinsäure) RNA (Ribonukleinsäure)
- Zucker: Desoxyribose - Zucker: Ribose
- Base: Thymin - Base: Uracil
- doppelsträngig und länger - einsträngig und kürzer
Entstehung der mRNA:
1) Initiation:
- Die RNA-Polymerase erkennt eine bestimmte Basensequenz der DNA als Start-Sequenz (=Promotor) und
heftet sich an
- RNA-Polymerase trennt ein kurzes Stück des DNA-Doppelstrangs auf
2) Elongation:
- RNA-Polymerase liest den codogenen Strang (3‘ → 5‘) ab und ergänzt zu diesem komplementäre RNA-
Nukleotide (in 5‘ → 3‘ Richtung)
- die mRNA tritt mit dem 5‘-Ende voran aus der RNA-Polymerase aus
3) Termination:
- Die RNA-Polymerase erkennt eine Terminationssequenz und löst sich von der DNA
- Eukaryoten (Tier- & Pflanzenzelle): mRNA wandert ins Cytoplasma
- Prokaryoten (Bakterien): Translation beginnt direkt
, 2) Translation
t-RNA als Übersetzer
- = transfer-DNA
- kleeblattförmig
- mit einem Basentriplett (Anticodon) und einer Aminosäure
→ sind einander genau zugeordnet
Ribosomen
- „Proteinfabriken“ der Zelle → bringen tRNA und mRNA zusammen
- Aufbau:
▹ r-RNA (ribosomale RNA) + Proteine
▹ große und kleine Untereinheit → im inaktiven Zustand getrennt
▹ Bindungsstelle für m-RNA
▹ 3 weitere Bindungsstellen:
□ P-Stelle: hält tRNA Molekül mit der wachsenden Peptidkette
□ A-Stelle: hält tRNA Molekül mit nächster anzufügender Aminosäure
□ E-Stelle: Exit → tRNAs verlassen hier das Ribosom
Ablauf der Translation
1) Initiation:
- kleine und große Untereinheiten des Ribosoms heften sich an das Startcodon (z. B. AUG) am 5‘-Ende der
mRNA
- die zum Startcodon komplementäre tRNA lagert sich in der P-Stelle an
2) Elongation:
1. An Bindestelle A des Ribosoms heftet sich eine tRNA mit einem Anticodon, das zum nächsten
Basentriplett der mRNA komplementär ist.
2. Die Aminosäure der tRNA in der A-Stelle wird mit der Aminosäure der tRNA in der P-Stelle verknüpft.
3. Das Ribosom „rutscht“ um ein Basentriplett weiter (5‘→3‘) → die tRNAs rutschen eine Bindungsstelle nach
links (Aminosäure aus Stelle P rutscht in Stelle E und verlässt das Ribosom, Aminosäure aus Stelle A
rutscht zu Stelle P).
→ Die Schritte wiederholen sich.
3) Termination:
tritt ein Stopp Codon (z. B. UAA, UAG oder UGA) in die A-Stelle ein, beendet dies die Translation
→ Stoppcodons codieren jeweils nicht für eine Aminosäure
→ der Translationsapparat zerfällt
Der genetische Code
- die Basensequenz der mRNA legt die Aminosäuresequenz des Proteins fest
- der Genetische Code ist:
• ein Triplett Code: immer drei Basen codieren eine Aminosäure
• kommafrei: Tripletts folgen lückenlos aufeinander
• überlappungsfrei: keine Überschneidungen zwischen den Tripletts
• degeneriert/redundant: mehrere Tripletts stehen für dieselbe Aminosäure
• eindeutig: jedes Triplett codiert genau eine Aminosäure
• universell: bei fast allen Organismen identisch
- mithilfe der Codesonne kann man von mRNA in die Aminosäure übersetzen
Genregulation bei Prokaryoten: Das Operon-Modell
- Operon = DNA Abschnitt, bestehend aus: ▹ einem Promotor (Startstelle der RNA-Polymerase), ▹ einem
Operator, ▹ mehreren Strukturgenen
- Regulatorgen: codiert ein Repressorprotein, das durch Bindung an den Operator die Transkription
blockieren kann
1) Genregulation durch Substratinduktion
Beispiel E.coli und Laktose:
• E. coli: verschiedene Kohlenhydrate dienen als Energiequelle (z. B. Glucose und Laktose) → je nach
vorhandenem Kohlenhydrat werden unterschiedliche Gene an- bzw. abgeschaltet
Ohne Laktose
• Regulatorgen (R) codiert für den Repressor
• Repressor ist aktiv und lagert sich an den Operator an → blockiert ihn
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