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Grundlagen der Genetik
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DNA und RNA
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Biologie GK: Themenübersicht
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Zusammenfassung fürs GK Abitur 2021 NRW

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Genetik: - - - Grundlagen der Genetik Mutationen DNA und RNA Gene Biologie GK: Themenübersicht Replikation Meiose und Rekombination Analyse von Familienstammbäumen Proteinbiosynthese - Genregulation Gentechnik Bioethik Neurobiologie: Ökologie: molekularische Werkzeuge Restriktionsenzyme - - Grundlagen der Neurobiologie: Nervensystem Vektoren Aufbau und Funktion von Neuronen neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung Signalübertragung an Synapsen (Neurotransmitter, erregende und hemmende Synapsen) Evolution: Plastizität und Lernen fMRT Umweltfaktoren und ökologische Potenz biotische, abiotische, Wasser und Licht inter- und intraspezifische Beziehungen ökologische Nische Räuber-Beute-Beziehung Tarnung, Warnung, Mimese und Mimikry Symbiose und Parasitismus Dynamik und Populationen Stoffkreislauf und Energiefluss Mensch und Ökosysteme Neobiota Evolutionstheorien Grundlagen evolutiver Veränderungen Homologie und Analogie künstliche Selektion 1 Art und Artbildung Isolationsmechanismen adaptive Radiation Evolution und Verhalten Evolution des Menschen Stammbäume 1.Genetik: der Mensch als Primat Stammesgeschichte des Menschen Zellbiologische Grundlagen: Prokaryotische- und Eukaryotische Zelle: Kennzeichen Vorkommen . XXX diploid, dupliziert Zellzyklus eukaryotischer Zellen: G₂-Phase (2-4h) S-Phase (8-10h) DNA-Replikation . • Histon-Synthese . Zentriolen-Duplikation diploid prokaryotische Zelle (Protozyte) . • Synthese von Enzymen der DNA-Synthese kein Zellkern; Erbsubstanz frei im Zellplasma keine Kompartimierung -> keine Zellorganellen (ausgenommen Ribosome) Prokaryoten: Bakterien Zellteilung O M-Phase (1 h) Interphase diploid . eukaryotische Zelle (Euzyte) Zellkern mit Chromosomen htt Kompartimierung durch innere Membranen -> diverse Zellorganellen Eukaryoten: Pflanzen, Pilze, Tiere, Mensch G₁-Phase (8-10h) metabolisch aktiv repliziert DNA noch nicht Go-Phase diploid 2 Mitose (Kernteilung) -> Interphase (Phase der Zellaktivität zwischen zwei Teilungen) Mitose: Ablauf: - es wird das Erbmaterial gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt -> es entstehen zwei Erbgleiche Tochterzellen Ablauf: Prophase: Kondensation (Spiralisierung) der Zwei-Chromatid-Chromosomen-> werden "transportfähig" gemacht Metaphase: Anordnung der Chromosomen in der Äquatorialebene mittels des Spindelapparats Interphase: Anaphase: Chromosomen werden am Centromer getrennt und zu den Spindelpolen gezogen Telophase: zwei neue Zellkerne in den Tochterzellen bilden sich; Zellplasma teilt sich; Chromosomen dekondensieren wieder -> zurück in die "Arbeitsform soll die Erbsubstanz verdoppeln G1-Phase: Wachstumsphase -> starke Proteinbiosynthese S-Phase: DNA-Verdopplung: Ein-Chromatid-Chromosomen werden zu Zwei-Chromatid-Chromosomen G2-Phase: Abschluss der Vorbereitungen (Kontrolle -> wenn nötig Korrektur) GO-Phase: Dauerzustand bei Zellen...

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mit eingestellter Teilungsaktivität DNA und RNA: Phosphorsäurerest Zucker organische Basen O NH₂ OH O OH kleinster Baustein von Nukleinsäuren: Nukleotid -> Einheit aus Zuckermolekül, Phosphorsäurerest und Base O -ΝΗ -NH₂ H₂N OH OH OH DNA NH vorhanden Desoxyribose Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C) RNA - vorhanden Ribose Adenin (A), Uracil (U), Guanin (G), Cytosin (C) 5'-Ende: Phosphorsäurerest 3'-Ende: Zucker (OH) 3 Basensequenz: codiert die genetische Information, je nach Leserichtung ergibt sich eine andere Erbinformation Bau des DNA- und des RNA-Moleküls: DNA: RNA: 3' Replikation: -> Verdopplung der DNA; an jedem der Nukleotidstränge entsteht ein neuer Strang Ablauf: 5' zwei Nukleotidstränge; verlaufen in die gegenläufige Richtung -> Antiparallelität Stränge bilden Doppelhelix 5' komplementäre Basenpaarung: Adenin+Thymin; Guanin+Cytosin > sind durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden 3' einzelsträngig in unterschiedlichen Formen zu finden z.B. mRNA, tRNA, rRNA DXI A Folgestrang Leitstrang DNA Replikation DNA-Polymerase Okazaki- Fragment Nukleotide RNA Primer Helikase Entspiralisierung des Doppelstrangs -> Lösen der Wasserstoffbrückenbindungen durch die Helikase 4 DXXXXX Wiederverbindung der DNA-Stränge werden durch Enzyme verhindert DNA-Polymerase synthetisiert, beginnend bei kurzen RNA-Stücken (Primern), zu den Einzelsträngen komplementäre neue Stränge aus freien Nukleotiden am Leitstrang (3'-Ende am Anfang) wird kontinuierlich synthetisiert 3' -> 5'- Ende am Folgestrang werden immer neue RNA-Primer angesetzt -> neu synthetisierter Strang besteht erst nur aus Einzelstücken (Okazaki-Fragmente) -> werden durch Enzyme mit Nukleotiden ausgetauscht Ligase verbindet die Fragmente miteinander 3' 5' genetischer Code: Eigenschaften: 3 Gen: Abschnitt der DNA, der die Information für die Synthese einer Proteins oder einer bestimmten RNA enthält. Code-Sonne: Val Arg - kommafrei -> keine Überlappungen universell -> bei allen Lebewesen gleich kollinear überlappungsfrei eindeutig degeneriert -> mehr als ein Basentriplett codiert die gleiche Aminosäure Triplettcode Ser Ablauf: Ala Lys G C Asp Asn Glu OTOUCAQUE C U G A Die Code-Sonne Thr AGU AGUC GU AC 3º C Phe Leu llou CUONCUGACUGACUGAC UG A Ser Arg A G U Gin His Tyr C Pro Cys Trp Leu Start Stop Proteinbiosynthese: erfolgt in zwei Schritten: Transkription -> Translation Transkription: Außen (3¹) Leserichtung: von innen (5') nach die Basensequenz eines Gens wird in messenger-RNA (mRNA) umgeschrieben bei Eukaryoten im Zellkern; bei Prokaryoten im Zellplasma LO RNA-Polymerase legt an der Promotor-Region an -> entwindet und öffnet den Doppelstrang 5 Ablesen des codogenen Strangs (Matrizenstrang) vom 3' zum 5'-Ende freie RNA-Nukleotide lagern sich nach der Komplementaritäsregel an die Basen des codogenen Strangs an (MERKE: U paart sich mit A) Ergebnis: Ein mRNA-Einzelstrang; bei Eukaryoten die prä-mRNA

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U

Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

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