DNA-Aufbau und Replikation

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein Kettenmolekül, das sich im Zellkern befindet und die genetische Information trägt.

Definition: DNA ist eine Nukleinsäure, die aus aneinandergereihten Nukleotiden besteht.

Aufbau der DNA:

• Jedes Nukleotid besteht aus Phosphat, Zucker (Desoxyribose) und einer Base.
• Die Nukleotide sind über Phosphatgruppen zu einem Strang verbunden.
• Zwei Stränge bilden die charakteristische Doppelhelix-Struktur.

Vocabulary: Basen: Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin sind die vier Basen der DNA.

Die DNA-Replikation ist ein entscheidender Prozess vor der Zellteilung:

1. Die Doppelhelix wird entwunden.
2. Die DNA-Stränge trennen sich.
3. Komplementäre Nukleotide lagern sich an.
4. Neue Stränge werden gebildet.
5. Jeder neue DNA-Faden besteht aus einem alten und einem neuen Strang.

Highlight: Die alten DNA-Stränge dienen als Kopiervorlage (Matrize) für die neuen Stränge, wodurch die vollständige Erbinformation weitergegeben wird.

Wichtige Strukturmerkmale der DNA:

• Hydrophile Außenseite und hydrophobe Innenseite
• Zucker-Phosphat-Rückgrat
• Komplementäre Basenpaarung (A-T, G-C)
• Antiparallele Ausrichtung der Stränge (3'-Ende und 5'-Ende)

Example: Die Basen Adenin und Thymin verbinden sich immer miteinander, ebenso wie Guanin und Cytosin. Andere Kombinationen sind nicht möglich.

Mitose und Zellzyklus

Die Mitose ist ein wichtiger Prozess der Zellteilung, bei dem aus einer Mutterzelle zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen. Der Zellzyklus umfasst verschiedene Phasen:

1. Interphase:
   • Die Mutterzelle wächst
   • Die DNA verdoppelt sich
   • Chromosomen werden sichtbar

Definition: Die Interphase ist die längste Phase des Zellzyklus, in der die Zelle wächst und sich auf die Teilung vorbereitet.

2. Prophase:
   • Chromatinfäden verdichten sich zu Chromosomen
   • Beide Chromatiden tragen identische Erbinformation
   • Kernmembran und Kernkörperchen lösen sich auf

Highlight: In der Prophase werden die Chromosomen erstmals unter dem Mikroskop sichtbar.

3. Metaphase:

   • Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an
   • Spindelfasern verbinden sich mit den Centromeren

4. Anaphase:

   • Chromatiden werden zu den entgegengesetzten Polen gezogen
   • Chromosomen teilen sich am Centromer

5. Telophase:

   • Chromosomen entspiralisieren sich
   • Kernmembran bildet sich neu
   • Zelle beginnt sich zu teilen

Example: Bei einer menschlichen Zelle mit 46 Chromosomen entstehen durch die Mitose zwei Tochterzellen mit jeweils 46 Chromosomen.

Der Vergleich Mitose Meiose zeigt wichtige Unterschiede:

• Die Mitose erzeugt zwei identische diploide Tochterzellen
• Die Meiose produziert vier haploide Keimzellen mit reduziertem Chromosomensatz

Vocabulary: Der Chromosomensatz der Mutterzelle bei der Mitose bleibt in den Tochterzellen erhalten, während er bei der Meiose halbiert wird.

Die Mitose ist ein grundlegender Prozess für das Wachstum und die Regeneration von Geweben im Körper.