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 Genetik Das Makromolekül DNA besteht aus Nucleotiden. Die DNA ist ein Polynukleotid,
also eine Kette aus vielen Nukleotid-Bausteinen.
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- Aufbau der DNA / RNA - Replikation - Transkription - Translation - genetischer Code - Genexpression - Krebs

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Genetik Das Makromolekül DNA besteht aus Nucleotiden. Die DNA ist ein Polynukleotid, also eine Kette aus vielen Nukleotid-Bausteinen. Am Aufbau der DNA sind drei stoffliche Komponenten beteiligt: > Desoxyribose (Penthose = 5 C-Atome) -> Phosphatrest (Phosphorsäure) -> Organische Basen (durch die Hydrolase sichtbar gemacht): -> Pyrimidinbase: Thymin, Cytosin -> Purinbasen: Adenin, Guanin 3' 3' HÓ 5' ENDOVIT vereinfachte Darstellung von dAMP (Adenin) Aufbau der DNA 5 Watson-Crick-Modell Adenin Phosphorsäure Desoxyribose -> Die Nukleotide werden durch kovalente Phosphosäurediesterbindungen verknüpft. -> in ihrer sekundärstruktur liegt die DNA als Doppelhelix vor, d.h., am Aufbau eines DNA-Moleküls sind zwei Polynucleotidstränge beteiligt. -> Im Inneren werden die Ketten durch die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären Basenpaaren zusammengehalten. -> die DNA ist aufgrund ihrer Strukturmerkmale ein zu Informationsspeicherung fähiges, identisch kopierpapiers Makromolekül. -> Monomere: DDNA-Nucleotide -> Stränge verlaufen sntiparallel, die Basen sind Komplementär Zucker-Phosphat-Rückgrat 5'Ende Phosphatrest HO-POH OH HO–CH 5° HOIPIOH OH H HỌ- Chỉ H Thymin OH OH 5 HỌ - CH H HO-POH H CH₂ KO-P - OH OH HO-CHE Wasserstoff- Brücken 3'Ende H.. OH-Gruppe Adenin 6 N-H...... •C-H₂N..... NH₂ -H.... 4..... Cytosin =C T G 3' Ende 11 OH 1 OH -CH₂ OHO-CH₂5' Guanin Wasserstoff-Brücken OH PHO H OH OH O H HO-CHẾ OH-P-HO OH OH 0 O H H HO-H ОН OH-P-HO H H Tu-Y-5-P=... 5' HO-CH OH OH-P-HO 5' Ende Replikation Grundlage der Weitergabe der genetischen Information ist die identische Replikation. Diese verläuft während der Interphase der Zellteilung (S-Phase) -> semikonservativ (Melson-Stahl-Experiment) Die genetische Information ist in der Doppelhelix zweifach vorhanden. Kennt man die Basensequenz eines Stranges, So kann man auch die Basenfolge des komplementären Stranges angeben. Bei der Replikation wird ein Strang (Matrizenstrang) als Vorlage für die Bildung eines anderen benutzt. Die Replikation verläuft in allen Organismen prinzipiell ähnlich. Sie ist in drei Hauptphasen unterteilt: 1. Initiation: Die Initiation erfolgt jeweils an den Replikationsursprüngen. -> Das...

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Enzym Topoisomerase entspiralisiert die DNA-Doppelhelix -> Das Enzym Helicase öffnet die DNA-Doppelhelix und ermöglicht die Anlagerung von Einzelstrangstabilisierenden Proteinen (ESP) 2. Elongation: Nachdem die DNA in zwei Einzelsträngen vorliegt, dient jeder Einzelstrang als Matrizenstrang für einen neuen Tochterstrang -> An den freigelegten DNA-Matrizen wird zunächst ein 6-30 Nukleotide langer Primer aus Ribonucleotiden (RNA) angelagert, dies wird durch eine RNA-Polymerase erreicht. -> Anschließend beginnt die DNA-Polymerase mit der eigentlichen Elongation: -> Die DNA-Polymerase katalysiert, dass sich frei Nukleotide am komplementären Matrizenstrang anheften und sich durch Wasserstoffbrückenbindungen mit ihm verbinden -> Die DNA-Polymerase kann nur vom 3' Ende des Matrizenstrangs zum 5' Ende des Matrizenstrangs laufen -> An einem der DNA-Einzelstränge - dem Leitstrang - wandert die DNA-Polymerase in Richtung der sich öffnenden DNA-Doppelhelix (Replikationsgabel). Der Tochterstrang wird kontinuierlich synthetisiert -> Am Folgestrang wandert die DNA-Polymerase von der Replikationsgabel weg. Der Tochterstrang wird diskontinuierlich synthetisiert (Stück für Stück, die DNA-Polymerase muss immer wieder ein Stück zurückspringen). Die kurzen Abschnitte die dort nacheinander abgelesen werden nennen sich Okazaki-Fragmente. Die Fragmente sind etwa 1000-2000 Basen lang und benötigen zu ihrer Entstehung einen Primer (werden vom Enzym Primase eingesetzt) als Anheftungsstelle für die DNA-Polymerase. -> Die DNA-Ligase fügt die Okazaki-Fragmente dann anschließend zu einem durchgehenden Strang zusammen, dabei werden die RNA-Nukleotide durch DNA-Bausteine ausgetauscht 3. Termination: Die Replikation endet an bestimmten Basensequenzen der DNA. Die Fehlerrate der Replikation ist ziemlich gering. Die hohe Genauigkeit wird durch Kontrolle- und Reperaturfunktionen bestimmter Polymerasen und anderer Replikationsenzyme erreicht. Topoisomerase Einzelstrangstabilisierende Proteine (ESP) THE Helicase ONA Matrizenstränge DNA-Polymerase 14 Primase Primer aus RNA-Nucleotiden www.MAIN. Leitstrang Okazaki Fragment TH Folgestrang DNA-Ligase (Fragmentverbindung) 5' 3' 5' Aufbau der RNA RNA: -> Die RNA ist im Gegensatz zu der DNA meistens einsträngig. -> die RNA ist wie die DNA ein Polynukleotid, sie enthält jedoch statt Desoxyribose den Zucker Ribose. Außerdem enthält sie statt der organischen Base Thymin, die organische Base Uracil ->RNA's sind sehr kurzlebig ONE Die RNA ist ein wichtiger Bestandteil der Proteinbiosynthese. An der Proteinbiosynthese sind verschiedene Typen von RNA-Molekülen beteiligt: -> mRNA (messenger RNA): trägt den Bauplan/Information für ein Protein aus dem Zellkern ins Cytoplasma -> +RNA (transfer RNA): transportiert die Aminosäure zu den Ribosomen. Für jede Aminosäure existieren eine oder mehrere eigen tRNA's -> rRNA (ribosomale RNA): wichtiger Bestandteil der Ribosomen. Die rRNA führt die Aminosäuren währen der Translation zu einer Kette zusammen. Ribose- Phosphorsäure HO-CH H ī OH O 11 HO - P - OH I OH HO-CH H OH 0. HO-CH HC I OH O 11 HO-P - OH I OH OH ON HO-CH H OH I OH H i HO-P - OH OH 1 OH I O 11 HO-P - OH - - OH OH NH₂ T N-H -0=C 3 H-> HIN -H₂N- NH₂ 0=66 [C] - H G Uracil Adenin C-H Cytosin Guanin Beim Eucyten sind Transkription und Translation räumlich und zeitlich voneinander getrennt. Die Transkription findet im Zellkern statt, die Translation im Cytoplasma. Das bedeutet, dass das Transkript (RNA) erst über die Kernporen zu den Ribosomen transferiert werden muss. Durch die Transkription werden Nucleotidsequenzen der Gene der DNA in RNA umgeschrieben. Dabei wird der Matrizenstrang (codogener Strang) der DNA durch die katalytische Wirkung des Enzyms RNA-Polymerase komplementär durch RNA-Nucleotide ergänzt, sodass eine Abschrift des zu exprimierenden Gens entsteht. Ablauf der Transkription: Bindung der RNA-Polymerase an die DNA (an den Promotor -> DNA-Bereich, der vor jedem Gen liegt) -> der codogene Strang (Matrizenstrang) wird abgelesen, doch zu Adenin ist statt Thymin nun Uracil komplementär. Thymin findet sich in der mRNA nicht wieder. -> die RNA-Polymerase wird entlang des codogenen Strangs in 3' -> 5° Richtung transportiert →> das Primär-Transkript (Prä-mRNA) wird im Zellkern bearbeitet, dabei werden Introns durch Spleißen entfernt und nur noch Exons bleiben übrig (in der fertigen mRNA tauchen nur Exons auf) -> die mRNA erhält am 5' Ende eine Kappe -> am 3' Ende erhält die mRNA eine Poly-Adenosin-Sequenz (Poly-A-Schwanz) -> ist die mRNA fertig bearbeitet, bindet sie sich an Proteine und verlässt den Zellkern durch eine Kernpore -> anschließend gelangt die mRNA zu den Ribosomen - Ort der Proteinsynthese Proteinbiosynthese Transkription Produkte der Transkription sind einzelsträngige RNA-Moleküle, die zum codogenen Strang (Matrizenstrang) komplementär sind. 5' w. 3 5' (prä-) mRNA RNA-Polymerase || Codogener Strang (Matrizenstrang) 1 Bewegungsrichtung der RNA-Polymerase A Exon 3' 3 A Poly-A-Schwanz 2 Intron Codierenden Strang (Sinnstrang) 3 5' Kappe 5 MD! (. 3' 5'

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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Der Tochterstrang wird kontinuierlich synthetisiert -> Am Folgestrang wandert die DNA-Polymerase von der Replikationsgabel weg. Der Tochterstrang wird diskontinuierlich synthetisiert (Stück für Stück, die DNA-Polymerase muss immer wieder ein Stück zurückspringen). Die kurzen Abschnitte die dort nacheinander abgelesen werden nennen sich Okazaki-Fragmente. Die Fragmente sind etwa 1000-2000 Basen lang und benötigen zu ihrer Entstehung einen Primer (werden vom Enzym Primase eingesetzt) als Anheftungsstelle für die DNA-Polymerase. -> Die DNA-Ligase fügt die Okazaki-Fragmente dann anschließend zu einem durchgehenden Strang zusammen, dabei werden die RNA-Nukleotide durch DNA-Bausteine ausgetauscht 3. Termination: Die Replikation endet an bestimmten Basensequenzen der DNA. Die Fehlerrate der Replikation ist ziemlich gering. Die hohe Genauigkeit wird durch Kontrolle- und Reperaturfunktionen bestimmter Polymerasen und anderer Replikationsenzyme erreicht. Topoisomerase Einzelstrangstabilisierende Proteine (ESP) THE Helicase ONA Matrizenstränge DNA-Polymerase 14 Primase Primer aus RNA-Nucleotiden www.MAIN. Leitstrang Okazaki Fragment TH Folgestrang DNA-Ligase (Fragmentverbindung) 5' 3' 5' Aufbau der RNA RNA: -> Die RNA ist im Gegensatz zu der DNA meistens einsträngig. -> die RNA ist wie die DNA ein Polynukleotid, sie enthält jedoch statt Desoxyribose den Zucker Ribose. Außerdem enthält sie statt der organischen Base Thymin, die organische Base Uracil ->RNA's sind sehr kurzlebig ONE Die RNA ist ein wichtiger Bestandteil der Proteinbiosynthese. An der Proteinbiosynthese sind verschiedene Typen von RNA-Molekülen beteiligt: -> mRNA (messenger RNA): trägt den Bauplan/Information für ein Protein aus dem Zellkern ins Cytoplasma -> +RNA (transfer RNA): transportiert die Aminosäure zu den Ribosomen. Für jede Aminosäure existieren eine oder mehrere eigen tRNA's -> rRNA (ribosomale RNA): wichtiger Bestandteil der Ribosomen. Die rRNA führt die Aminosäuren währen der Translation zu einer Kette zusammen. Ribose- Phosphorsäure HO-CH H ī OH O 11 HO - P - OH I OH HO-CH H OH 0. HO-CH HC I OH O 11 HO-P - OH I OH OH ON HO-CH H OH I OH H i HO-P - OH OH 1 OH I O 11 HO-P - OH - - OH OH NH₂ T N-H -0=C 3 H-> HIN -H₂N- NH₂ 0=66 [C] - H G Uracil Adenin C-H Cytosin Guanin Beim Eucyten sind Transkription und Translation räumlich und zeitlich voneinander getrennt. Die Transkription findet im Zellkern statt, die Translation im Cytoplasma. Das bedeutet, dass das Transkript (RNA) erst über die Kernporen zu den Ribosomen transferiert werden muss. Durch die Transkription werden Nucleotidsequenzen der Gene der DNA in RNA umgeschrieben. Dabei wird der Matrizenstrang (codogener Strang) der DNA durch die katalytische Wirkung des Enzyms RNA-Polymerase komplementär durch RNA-Nucleotide ergänzt, sodass eine Abschrift des zu exprimierenden Gens entsteht. Ablauf der Transkription: Bindung der RNA-Polymerase an die DNA (an den Promotor -> DNA-Bereich, der vor jedem Gen liegt) -> der codogene Strang (Matrizenstrang) wird abgelesen, doch zu Adenin ist statt Thymin nun Uracil komplementär. Thymin findet sich in der mRNA nicht wieder. -> die RNA-Polymerase wird entlang des codogenen Strangs in 3' -> 5° Richtung transportiert →> das Primär-Transkript (Prä-mRNA) wird im Zellkern bearbeitet, dabei werden Introns durch Spleißen entfernt und nur noch Exons bleiben übrig (in der fertigen mRNA tauchen nur Exons auf) -> die mRNA erhält am 5' Ende eine Kappe -> am 3' Ende erhält die mRNA eine Poly-Adenosin-Sequenz (Poly-A-Schwanz) -> ist die mRNA fertig bearbeitet, bindet sie sich an Proteine und verlässt den Zellkern durch eine Kernpore -> anschließend gelangt die mRNA zu den Ribosomen - Ort der Proteinsynthese Proteinbiosynthese Transkription Produkte der Transkription sind einzelsträngige RNA-Moleküle, die zum codogenen Strang (Matrizenstrang) komplementär sind. 5' w. 3 5' (prä-) mRNA RNA-Polymerase || Codogener Strang (Matrizenstrang) 1 Bewegungsrichtung der RNA-Polymerase A Exon 3' 3 A Poly-A-Schwanz 2 Intron Codierenden Strang (Sinnstrang) 3 5' Kappe 5 MD! (. 3' 5'