Bio Klausur Q1 LK - 14 Punkte

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= 2 Striche = Chromosom [ 7 /11] Material 1: Material 2: Extinktion menschliche DNA 220 Mensch Rind Absorptionsspektren Grünalge Weizen 260 Wellenlänge (nm) 300 A T G 29,9 29,9 20,1 28,7 28,7 21,3 20,2 20,2 29,8 26,9 26,9 23,1 ✓ <-A 25 C --- B: 65° C Extinktion 42,6 A Weizen-DNA 220 C 20,1 21,31 29,8, 23,41 0,2 260 Wellenlange (nm) 300 Material 3: Die mutagene Wirkung der Nitrosamine beruht unter anderem auf der Veränderung von Guanin. In der Abbildung 1 ist ein Ausschnitt dargestellt, der die Veränderung der DNA nach Einwirkung von Nitrosaminen und nach der ersten Replikation zeigt. Material 4: 11 349 Zucker Thymin Abb: 1 11 Zucker 11 CH 11 N Guanin Methy Iguanin 11 Zucker A vor Einwirkung von Nitrosaminch B nach Einwirkung von Nitrosaminen und nach erster Replikation Ergebnisse des TAYLOR-Experiments Im Jahr 1957 untersuchte der Molekularbiologe James Herbert TAYLOR mit radioaktiv markierten Nucleotiden die Replikation der DNA: Er ließ Wurzelspitzen der Ackerbohne für die Dauer eines Zellzyklus in einem Medium mit radioaktiv markiertem Thymin wachsen. Anschließend wurden die Wurzelspitzen für die Dauer eines weiteren Zellzyklus in ein Nährmedium mit normalem Thymin überführt. Die mikroskopische Untersuchung der Metaphase-Chromosomen ergab folgende Ergebnisse: Im Anschluss an die Zugabe von radioaktiv markiertem Thymin zeigten beide Chromatiden der Chromosomen Radioaktivität. Nach Überführung in eine normale Nährlösung war in der darauffolgenden Metaphase nur eine Chromatide der Chromosomen radioaktiv markiert. Shirin Keivani Bio-Klausur-Nr. 1 Aufgabe 1: Die spezifische Basensequenz lässt sigh durch die Chargaff-Regel bestimmen. Die Charga-Regel besagt, dass die Anzake, dler Purinreste gleich der Anzahl der Pyrimi- dinreste ist, Somit müssen die komplementaren Baden immer den selben wert haben. A+C=G+T oder A+ G =C+TV 04.09.18 Aufgabe 2: 32 AGTCAACGTATACGTACTGTA-S'J Aufgabe 3: Im folgenden Artikel, werde ich das wissen- Schaftliche Phanomen der *DNA-Replikation erklären, welches eine der zentralen Dogmen der Molekular- biologie semikonser- vativen Die DNA- Replikation wird in drei Phasen ein- wieder geteilt: Initiation, Elongation und Termination. Spiegelt. Bei der Initiation bindet das Enzym Helicase an eine spezifische Basensequent dem sogena- nnten Replikationsursprung. Bei Eukaryoten liegen aufgrund der linearen Chromosomen mehrere hundert vor, während bei Erokaryoten, welche ein ringformiges Chromosom besitzen nur ein Repeiliations orsprung vorliegt. Durch die'. Helicase wird die DNA -Doppelhelix entspiralisiert und Wasserstoffbrückerbindungen zwischen den komplementaren Basen werden zerstört Durch die Zerstörung der Wasserstofflorücken - bindungen wird die DNA reißverschlussartig geöffnet und es entsteht eine Replications idase, welche von zwei y-förmigen Bereichen, den Replikationsgabeln Imschlossen wird. Durch die Replikationsgabeln verläuft die Repiluation "bidirectional." Während der Helicase arbeitet auch die Topoisomerase, welche die spannung zwischen der Doppelhelix ab- und aufbaut. Darauffolgend binden Einzelstrangbindende Proteine an den Einzelstrany und stabilisieren ihn, ebenfalls verhindern die proteine de Zusammensetzung der Einzelstrange während der Replikation. Am Ende der initiation bindet die Primase an eine spezifische Banensequent und stellt dort RNA- Primer aus Ribose - Nucleotiden her. Ohne den RNA- Primer wann die DNA-Polymerase 3 night arbeiten, da der RNA-Primer der Zunder ist. Ende Primers antiparallel den Tochterstrany somiti Bei der Elongation, der sogenannten Verlängerungs- komplementar phase bindet die DNA Polymerase 30 juizou z Z Sur-Richture. Die Nucleotide müssen in *Nucleosia-Trifront of form vorliegen. Da die Synthese des Leits! in die wandterrichtung der Repiluationsger erfolgt, verlauft die Synthese continutu Oles ist beim Folgestrang nicht der F da die DNA-Polypherarak auch hier in- Richtung verlängert und somit gegen Wandetrichtung der Replications for Aufgabe 16: Anhand von Material 2 kann man die verlaufe der UV-Absorption in Abhängigkeit von der Wellenlange bzw. Schmelztemperatur erkennen. AUS Material 1 kann man enthermen, dass die menschliche DNA mit 40, 27. einen geringeren Cutasin- Guanin - Gehalt besitzt, als die Welzen ONA, welche einen Cytosin-Guanin- gehalt von 46,2% Shirin da die Temperatur nicht ausreicht um die Phone Antall In Material 2 werden die menschliche und Weizen-DNA durch zwei Schmelztemperaturen denaturiert. 25°C: Vergleichskurve Bei 25°C denaturient die DNA noch nicht. Wenn die zwei DNA- Molekule mit einer Schmelz - temperatur von 25°C denaturiert werden, verlaufen WB ZU die Graphen ziemlich annlich, da durch 25°C nur wenige wamerstofflorüchenbindungen zer- Stort werden und die Absorption nur langsam ansteigt. von terstoren. Wenn die zwei DNA-Molemile jedoch mit einer Schmetztemperatur von 65°C denaturiert werden, tauchen zwei unterschiedliche Graphen auf. Während die Absorption der UV-Lichts bei der menschlichen DNA abrulot Zunimmt kommt es bei der Werten DNA ZU einem minimalen Anstieg und schwankungen. Aus diesem Verlauf kann man entnehmen, dan DNA mit einem höheren CG-Gehalt eine höhere Schmelztemperatur benstigt, als ONA welche einen geringeren CG-Gehalf aufweist. Dies ist der Fall, da Cyrosin und Guanin drei Wasserstoffbrücken bindlungen ein- gehen, während Thymin und Adenin nur Zwei eingehen! DE DNA der Weizen-DNA ist somit auch einwenig stabiler, als die menschliche DNA. Dies wiederum bedeutet auch, dass der Tso Wert der menschlichen ONA früher erreicht wird, als der der weizen- ONA und somit die UV- Absorption hoher ist, da die meisten Wasserstoffbrüchen bindungen bei 65°C zerstört wurden. R * da mehr Waner- stoffbrider bindungen Zerstort werden werden. ZIR Annanddessen kann man die Hypothese aufstellen, dan die Rind- DNA eine annliche Schmel, tem- peratur, wie die menschliche DNA besitzt, während die Grunalge - ONA aufgrund ihres" deutlich hoheren Guarin- Cytosin - Anteils eine höhere Schmelztemperatur benötigt. Im Bezug auf die UV-Absorption hann man sagen, dan Sie bei der Rind-. ONA annlich verlaufen. wird, während bei der Grunalge-ONA bei der- Selben Temperatur eine eindeutig niedriefore Absorption auftreten wird. UV- R dadurch verläuft die Synthese ruckwarts und dusugntinulflich. Die Synthese des Folgestrangs bricht nach 100-1000 Nukleotiden ab und wird dort fortgesetzt, wo ein neuer RNA-Primer vorliest. Somit entstehen die sogenannten Chazali - Fragmente. Bei der Termination geht es um die Verlinupfung Folgestrangs des Leitstrangs und der, duaram - Fragmente c einem netten Strang. Hier zo mun die DNA- Polymerase 1 zuerst die Ribase-Nucleotide durch Desoxyribose - Nucleotide ersetzen. Darauffolgend katalyistert die ONA Ligase die Biedung der Photphodiesterbindung wodurch die Fragmente hevalent gebunden werden. Basiskonzept = Reproduktion shirin Aufgabe 4. Anhand von Material 3 kann man erkennen, dass vor der Einwirkung von Nitrosaminen 3 Wasserstoffbrückerbindungen vorliegen, durch die Complementaren Basen Cytosin Und Guanin. Durch die Einwirkung von Nitrosaminen wird eine der drei Wasserstoff- brückenbindungen zerstört. Außerdem bindet an die stelle des Guanins wo ursprunglich die Wasserstoffbrückenbindung eingegangen. wurde ein Methylmolekal => somit entstent Methylguanin. ✓ Somit liegen nun nur zwei Wasser stoffbrüchen- bindungen vor. Außerdem wurde cytosin durch die andere Purinbase Thymin ersetzt. *³ Dadurch entsteht eine komplett neue Basensequent, welche sowohl Phanetyp, als auch Genotyp verandem können. ✓ Ebenfalls kann die Funktion der DNA verloren. gehen, da die Basenpaarung normalerweise Zwischen Thymin und Aderin stattfindet und Cyrosin und Guanin. Dies wiederum lässt sich durch das Basiskonzept Struktur und Funktion herleiten. Bei der Replication wird dementsprechend auch der neusynthetisterte Strany betroffen sein. V Sehr gut die Basiskonzepte einbezogen. 3 *Dies passiert, da die raumliche Struktur des Guanin sich verändert. V Aufgabe s Medium mit radioaktiv markiertem Thymin 个 Nahrmedium mit normalem Thymin Die semikonservative Replikation: Bei der semilionservativen Replikation, dient jeder Elternstrane, als Matrize für einen neuen ONA- Strang. Somit bestehen die zweineven DNA-Molentile jeweils, aus einem neuen und einem alten Strang. Auf die Skizze und Material 4 berogen, dienen die zwei Chromatide aus dem Medium mit radioaktiv markiertem Thymin, als Matrite da sie die Elternstrange darstellen. Durch die Replication entstehen dann im Nahr medium mit normalem Thymin zwei DNA-Molekule, welche jeweils aus einem mit markiertem Thymin entstehen und einem mit normalem Thymin bestehenden Strangen besteht. =) Die beiden Stränge der elterlichen, Doppelstrang-ONA war nicht radioaktiv markiert