Lernzettel zur Molekulargenetik und zu den Mutationen (Genmutation, Chromosomenmutation, Genommutation), welche den Aufbau der Genetik, die DNA-Verdoppelung, die Proteinbiosynthese und die Verschiedenen Arten der Mutationen inklusive deren Auswirkungen beinhalten
T11 Molekulargenetik und Mutationen
Experiment mit Mäusen: Injektion von Bakterien
S-Stamm-Bakterien mit Schleimkapsel Erkrankung Tod
Abgetötete S-Stamm-Bakterien keine Auswirkungen
R-Stamm-Bakterien ohne Schleimkapsel keine Erkrankung
Gemisch aus abgetöteten S-Stamm- und normalen R-Stamm-Bakterien Tod
Bakterien tauschen ihre Erbinformationen aus R-Stamm-Bakterien entwickelten eine
Schleimkapsel
DNA enthält die Erbinformationen
DNA – Aufbau:
DNA = kettenförmiges Molekül, das aus Nukleotiden besteht
Doppelhelix: DNA besteht aus 2 Strängen, die schraubig um ihre Längsachse gedreht sind
3‘ Kohlenstoffatom des Zuckers durch die Phosphatgruppe mit dem 5‘ Kohlenstoffatom des
nächsten Zuckers verbunden
Ende mit einer OH-Gruppe (= 3‘-Ende) und Ende mit einem Phosphatrest (5‘-Ende)
Stränge laufen antiparallel (=gegengleich): Das 3‘-Ende liegt dem 5‘-Ende gegenüber
Verdichtung: DNA-Moleküle werden zweimal um einen Komplex aus 8 Proteinen (=Histone) gewickelt
DNA-Histon-Komplex = Nucleosom, worauf ein weiteres Histon als Verbindung sitzt
DNA-Replikation (Verdoppelung):
, Bei der Mitose werden die Erbinformationen einer Zelle an die nächste Generation weitergegeben.
Dafür muss die Erbinformation im Vorhinein verdoppelt werden.
Replikationsbeginn: an speziellen Stellen (Replikationsursprünge)
Auftrennung der Stränge der Doppelhelix durch das Enzym Helicase
Um ein sofortiges Wiederverbinden der Stränge zu verhindern, lagern sich bestimmte
Enzyme (einzelstrangbindende Proteine) an die beiden Einzelstränge an
Geöffneter Bereich = Replikationsgabel
Komplementäre Nukleotide lagern sich an die offene Stelle an
Ansatzstelle für das Enzym Polymerase bilden Primer (=kurze RNA-Sequenzen)
DNA-Synthese:
Polymerase wandert den Strang entlang und verbindet freie, komplementäre Nukleotide an
den entwundenen DNA-Einzelstrang
Polymerase setzt sich immer VOR den Primer
Die Verknüpfung erfolgt ausschließlich in Richtung 5‘ 3‘
Leitstrang: Replikation zur Gabel hin (=in Öffnungsrichtung) kontinuierlich
Folgestrang: Replikation von der Gabel weg (=gegen Öffnungsrichtung) diskontinuierlich
Schrittweise Bildung Entstehung kurzer DNA-Stücke (=Okazaki-Fragmente)
Das Enzym Ligase verbindet die einzelnen Fragmente
Primer werden gegen DNA-Nukleotide ausgetauscht, da er als RNA-Sequenz aus der Base
Uracil statt Thymin besteht
2 genetisch idente Doppelstränge
Reparaturmechanismen bei Fehlern:
Polymerase-Korrektur: Während dem Kopieren der DNA liest die Polymerase selbst Korrektur
und erkennt falsch eingebaute Nukleotide fährt zurück, ersetzt das fehlerhafte Nukleotid
Mismatch-Reparatur: falsch platzierte Basen werden von bestimmten Enzymen erkannt und
entfernt Polymerase füllt die Lücke
Basenexzision: Das Reparaturenzym Glykosylase erkennt und schneidet Nukleotide mit
fehlerhaften Basen heraus Polymerase füllt die Lücke
Nukleotidexzisionsreparatur: ein größeres Stück DNA, das falsche Teile enthält wird von
Nukleasen erkannt und herausgeschnitten
Fehler kommen relativ häufig vor, aber haben meistens keine Auswirkungen. Kann ein Fehler nicht
repariert werden, bleibt die falsche Base erhalten (=Punktmutation).
Proteinbiosynthese:
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