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Genetik allgemein

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Michelle

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 AUFBAU DER DNA
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Biologie Klausur
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AUFBAU DER DNA 5'-Ende (P) antiparallel zum anderen Strang 3'-Ende D HYPOTHESEN Biologie Klausur Wasserstoffbrückenbindung (3 bei G&C; 2 bei A&T) G C A 5'-Ende EIN-GEN-EIN- ENZYM-HYPOTHESE Viele Proteine haben keine Enzymfunktion. EIN-GEN-EIN-PROTEIN-HYPOTHESE Proteine bestehen aus mehreren Untereinheiten, die von mehreren Genen codiert werden. 3'-Ende EIN-GEN-EIN-POLYPEPTID-HYPOTHESE Nicht alle Produkte von Genen führen zwingend zur Herstellung von Polypeptiden (z.B. RNA). EIN-GEN-EIN-TRANSKRIPTIONS PRODUKT-HYPOTHESE BASEN Adenin WAS IST EIN GEN Abschnitt auf der DNA, der eine Erbanlage trägt ↳führt zur Ausbildung eines bestimmten Merkmals Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt, der für ein RNA- Molekül codiert. Guanin }₁ Purin Thymin Cytosin Phosphatgruppe Desoxyribose (Zucker) Nucleotid ® }Pyrim D Pyrimidin Base D DNA DOPPELHELIX INADO Ein Gen codiert ein Enzym ➡es enthält die Information für den Bau eines bestimmten Enzyms. Jedem Gen entspringt genau ein Transkriptionsprodukt →modifizierte Genhypothese unter folgenden Gesichtspunkten: - viele Proteine besitzen keine Enzymfunktion - viele Proteine bestehen im aktiven Zustand aus mehreren Untereinheiten - jeder Polypeptidtyp wird von einem eigenen Gen codiert - jedoch führen nicht alle Produkte von Genen zwingend zur Herstellung von Polypeptiden - es gibt RNA-Moleküle mit Regulationsfunktion - Basensequenz der RNA-Moleküle ist in der DNA festgelegt und wird durch die Transkription an der DNA produziert AUFBAU EINES PROTEINS PRIMÄRSTRUKTUR: Die Reihenfolge der Aminosäuren wird als Aminosäuresequenz bezeichnet und stellt die Primärstruktur eines Proteins dar. Sie ist für jedes Protein charakteristisch ➡alle Eigenschaften des Proteins beruhen letztlich auf dieser Sequenz. Die Information für die immer eindeutige räumliche Faltung steckt in der Primärstruktur. SEKUNDÄRSTRUKTUR: Die Primärstruktur nimmt durch die selbstständige Ausbildung von Wasserstoff- brückenbindungen (H-Brücken) zwischen den CO-Gruppen und NH Gruppen der Peptid- bindungen...

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eine neue Anordnung im Raum ein. Dadurch entstehen innerhalb derselben Polypeptidketten die Sekundärstrukturen: a-Helices und 3-Faltblattstrukturen. Es gibt jedoch auch Bereiche, die keine geordneten Strukturen ausbilden. TERTIÄRSTRUKTUR: Vielfältige Wechselbeziehungen bilden sich innerhalb der Sekundärstruktur aus. Die Polypeptidkette wird durch lonenbindungen (zwischen positiv und negativ geladenen Resten), Wasserstoffbrücken (zwischen polaren Resten) und Van-der-Waals-Kräften (zwischen den Seitenketten unpolarer Aminosäuren) räumlich stabilisiert. So entsteht die Tertiärstruktur, in welcher das Protein nun biologische Aktivität zeigen kann. Denatuierung - das Protein verliert durch eine Temperaturerhöhung seine Raumstruktur und somit auch seine biologische Funktion, da dieser Prozess irreversibel (nicht rückgängig machbar) ist. QUARTÄRSTRUKTUR: Eine Quartärstruktur existiert nur dann, wenn sich mehrere Polypeptidketten als Untereinheiten zum Protein zusammenlagern. Dies geschieht durch die gleichen Bindungsarten wie bei der Tertiärstruktur. Innerhalb einer Quartärstruktur arbeiten die Untereinheiten oft zusammen, wodurch das Protein ganz neue Wirkungen entfaltet. DNA Transkription mRNA FUNKTION DER PROTEIN-BIO-SYNTHESE Bei der Proteinbiosynthese wird der komplette genetische Code einer Aminosäurenkette übersetzt und in eine dreidimensionale Struktur umgewandelt. Dieser Prozess wird vom Erbgut des Zellkerns gesteuert. Die Proteinbiosynthese ist lebenswichtig, denn Proteine beeinflussen nahezu alle Vorgänge im menschlichen Körper. Protein 3- Faltblattstrukturen Translation PA Aminosäuren brood a-Helices 3- Faltblattstruktur a-Helices mehrere Polypeptidketten GENREGULATION BEI EUKARYOTEN wichtig: Eukaryoten besitzen einen Zellkern →→ Transkription und Translation sind sowohl räumlich als auch zeitlich getrennt ACETYLIERUNG: vor der Transkription - DNA muss für die Transkription "lesbar" gemacht werden, um ein Gen zu aktivieren -Bindung von Acetylgruppen an Histone → Auflockerung des Chromatins und somit Lesbarkeit der DNA DEACETYLIERUNG: vor der Transkription - Entfernung der Acetylgruppen von Histonen → Verdichtung des Chromatins Cytosin-Base NH₂ METHYLIERUNG: vor der Transkription -Methylgruppen werden an Cytosin-Basen gehängt bestimmte Proteine können an DNA gehängt werden →→Verdichtung des Chromatins (RNA-Polymerase blockiert) + Methylgruppe H₂C N allgemeine Lockerung der Chromatinstruktur Methyltransferase hängt Methylgruppen an Cytosinbasen DNA CH₂ Transkriptionsfaktoren AHHA RNA-Polymerase U Proteine können an Methylgruppen binden Kontrollsequenz Protein Promotor CH₂ Protein TRANSKRIPTIONSFAKTOREN: während der Transkription - Transkriptionsfaktoren = regulatorische Proteine sind für die Aktivierung bzw. Inaktivierung eines Gens zuständig - binden am Promotor, also dem Starkpunkt des Gens, damit die RNA Polymerase starten kann - weitere kurze DNA Sequenzen, an denen die regulatorischen Proteine binden können sind auf der Kontrollsequenz: Kontrollsequenz: - Abschnitt der DNA der kontrolliert, ob das Gen häufig oder eher seltener transkribiert wird Förderung der Transkription с Hemmung der Transkription STOP Transkription Hemmung der Transkription STOP Transkription DNA |||| allgemeine Aktivator. Transkriptionsfaktoren RNA-Polymerase Kontrollsequenz prä-mRNA Enhancer SILENCER: -Kontrollsequenz, die Genaktivität reduziert bzw. deaktiviert - Silencer benötigt weitere Transkriptionsfaktoren: Repressorproteine bzw. Repressoren ENHANCER: -Kontrollsequenz, die das Gen aktiv werden lässt Transkriptionsrate wird gesteigert - Enhancer benötigt weitere Transkriptionsfaktoren: Aktivatorproteine bzw. Aktivatoren sind für Regulierung zuständig mRNA 1 PROZESSIERUNG: nach der Transkription, vor der Translation - alternatives Spleißen: verschiedene Proteine mRNA 2 Silencer Exon mRNA 3 wichtig: - die Transkriptionsfaktoren der Kontrollsequenz und die des Promotors müssen in direkten Kontakt treten Promotor - durch Verschlingungen der DNA wird dieser Kontakt hergestellt, damit die Regulationsproteine (Enhancer/Silencer) an die Startregion mit deren Transkriptionsfaktoren binden können Transkription wird entweder unterstützt oder unterdrückt (durch Steigerung/Unterdrückung der Transkriptionsrate) aus dem Zusammenspiel mehrerer Enhancer und Silencer ergibt sich die Transkriptionsrate des Gens Repressor Intron Exon werden von einem Gen codiert Intron ||||| Transkriptionsrate wird unterdrückt Exon Schleife Exon Intron E FLIR TIL FİL TUU, À SU ¶ . 3 ¶ AL FU T F F M F F M 1 DNA Intron Exon FI Protein 1 Protein 2 Protein 3 EPIGENETIK Defintion: Die Epigenetik ist ein Fachgebiet der Biologie, das sich damit beschäftigt, welche Faktoren die Aktivität eines Gens beeinflussen. Das heißt, dass die Genregulation nicht nur genetisch bedingt ist, sondern auch von äußeren Faktoren, wie z. B. der Nahrung beeinflusst werden kann. BEISPIEL: BIENENKÖNIGIN > Bienen sind genetisch identische Organismen > Unterschied: große langlebige Bienenkönigin und Arbeiterinnen > Königin legt zeitlebens nur Eier und sondert Pheromone ab → Zusammenhalt des Bienenstocks > Futter während des Larvenstadiums entscheidet über die Phänotypbildung Bienenlarve ab dem dritten Stadium nur noch Pollen und Honig D Arbeiterin während der gesamten Entwicklung mit Gelee Royale gefüttert Gelee Royale ist ein sehr fett- und eiweißreiches Sekret, welches aus den Kopfdrüsen der Ammenbienen stammt. Königin Gene werden im Verlauf der Entwicklung chronologisch an- und abgeschaltet > je nach Entwicklungsstadium: nur ein bestimmter Teil der Gene transkribiert, während andere stillgelegt sind neben genetisch festgelegter Genregulation: zusätzliche Beeinflussung durch die Ernährung bei Bienen > das Futter löst ein unterschiedliches Methylierungsmuster der Königinnen aus mehrere Gene werden abgelesen und sie verfügt über eine Vielzahl an Fähigkeiten im Vergleich zu Arbeiterinnen (Fortpflanzung: einzige Biene, die Eier legt) > etwa 550 Gene sind bei Königinnen anders methyliert > bei Arbeiterinnen sind vergleichsweise viele Gene methyliert KREBSGENETIK Krebs ist die umgangssprachliche Sammelbeziehung für jede bösartige Neubildung von Gewebe wie zum Beispiel Tumor, Wucherung oder Geschwulst, die durch unkontrolliertes Wachstum und zerstörendes Eindringen in umliegendes Gewebe gekennzeichnet ist. Krebszellen sind für den Verlust ihrer ursprünglichen Form und Funktion und das Hineinwachsen in gesundes Gewebe bekannt. Sie verdrängen und zerstören dieses Gewebe und verschließen Gefäße, sowie Organhohlräume. Oft endet diese Erkrankung tödlich. > unkontrollierte Teilung von Körperzellen und keine Differenzierung dieser → es entstehen Zellhaufen (Tumor, Geschwür) > Zellhaufen verdrängt gutes Gewebe und kann einwachsen > einzelne Zellen können sich durch den Blut- und Lypmhstrom ausbreiten bzw. streuen →gestreute, niedergelassene Zellen mit fortsetzenden unkontrolliertem Zellwachstum nennt man Metastasen > Metastasen sind Zellen die in Geweben (durch Ausbreitung) zu Tochtergeschwüren wachsen BEGÜNSTIGUNG VON KREBSERKRANKUNGEN DURCH UMWELTEINFLÜSSE (MUTAGENE): > chemikalien > Tabakrauch > ionisierende Strahlen > Viren (Gebärmutterhalskrebs) Karzinogene krebserregende Stoffe THERAPIEN/BEHANDLUNGEN: > chirurgisches Entfernen des Tumors (zentrale Behandlung) > Chemotherapie; Strahlentherapie

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

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Dies geschieht durch die gleichen Bindungsarten wie bei der Tertiärstruktur. Innerhalb einer Quartärstruktur arbeiten die Untereinheiten oft zusammen, wodurch das Protein ganz neue Wirkungen entfaltet. DNA Transkription mRNA FUNKTION DER PROTEIN-BIO-SYNTHESE Bei der Proteinbiosynthese wird der komplette genetische Code einer Aminosäurenkette übersetzt und in eine dreidimensionale Struktur umgewandelt. Dieser Prozess wird vom Erbgut des Zellkerns gesteuert. Die Proteinbiosynthese ist lebenswichtig, denn Proteine beeinflussen nahezu alle Vorgänge im menschlichen Körper. Protein 3- Faltblattstrukturen Translation PA Aminosäuren brood a-Helices 3- Faltblattstruktur a-Helices mehrere Polypeptidketten GENREGULATION BEI EUKARYOTEN wichtig: Eukaryoten besitzen einen Zellkern →→ Transkription und Translation sind sowohl räumlich als auch zeitlich getrennt ACETYLIERUNG: vor der Transkription - DNA muss für die Transkription "lesbar" gemacht werden, um ein Gen zu aktivieren -Bindung von Acetylgruppen an Histone → Auflockerung des Chromatins und somit Lesbarkeit der DNA DEACETYLIERUNG: vor der Transkription - Entfernung der Acetylgruppen von Histonen → Verdichtung des Chromatins Cytosin-Base NH₂ METHYLIERUNG: vor der Transkription -Methylgruppen werden an Cytosin-Basen gehängt bestimmte Proteine können an DNA gehängt werden →→Verdichtung des Chromatins (RNA-Polymerase blockiert) + Methylgruppe H₂C N allgemeine Lockerung der Chromatinstruktur Methyltransferase hängt Methylgruppen an Cytosinbasen DNA CH₂ Transkriptionsfaktoren AHHA RNA-Polymerase U Proteine können an Methylgruppen binden Kontrollsequenz Protein Promotor CH₂ Protein TRANSKRIPTIONSFAKTOREN: während der Transkription - Transkriptionsfaktoren = regulatorische Proteine sind für die Aktivierung bzw. Inaktivierung eines Gens zuständig - binden am Promotor, also dem Starkpunkt des Gens, damit die RNA Polymerase starten kann - weitere kurze DNA Sequenzen, an denen die regulatorischen Proteine binden können sind auf der Kontrollsequenz: Kontrollsequenz: - Abschnitt der DNA der kontrolliert, ob das Gen häufig oder eher seltener transkribiert wird Förderung der Transkription с Hemmung der Transkription STOP Transkription Hemmung der Transkription STOP Transkription DNA |||| allgemeine Aktivator. Transkriptionsfaktoren RNA-Polymerase Kontrollsequenz prä-mRNA Enhancer SILENCER: -Kontrollsequenz, die Genaktivität reduziert bzw. deaktiviert - Silencer benötigt weitere Transkriptionsfaktoren: Repressorproteine bzw. Repressoren ENHANCER: -Kontrollsequenz, die das Gen aktiv werden lässt Transkriptionsrate wird gesteigert - Enhancer benötigt weitere Transkriptionsfaktoren: Aktivatorproteine bzw. Aktivatoren sind für Regulierung zuständig mRNA 1 PROZESSIERUNG: nach der Transkription, vor der Translation - alternatives Spleißen: verschiedene Proteine mRNA 2 Silencer Exon mRNA 3 wichtig: - die Transkriptionsfaktoren der Kontrollsequenz und die des Promotors müssen in direkten Kontakt treten Promotor - durch Verschlingungen der DNA wird dieser Kontakt hergestellt, damit die Regulationsproteine (Enhancer/Silencer) an die Startregion mit deren Transkriptionsfaktoren binden können Transkription wird entweder unterstützt oder unterdrückt (durch Steigerung/Unterdrückung der Transkriptionsrate) aus dem Zusammenspiel mehrerer Enhancer und Silencer ergibt sich die Transkriptionsrate des Gens Repressor Intron Exon werden von einem Gen codiert Intron ||||| Transkriptionsrate wird unterdrückt Exon Schleife Exon Intron E FLIR TIL FİL TUU, À SU ¶ . 3 ¶ AL FU T F F M F F M 1 DNA Intron Exon FI Protein 1 Protein 2 Protein 3 EPIGENETIK Defintion: Die Epigenetik ist ein Fachgebiet der Biologie, das sich damit beschäftigt, welche Faktoren die Aktivität eines Gens beeinflussen. Das heißt, dass die Genregulation nicht nur genetisch bedingt ist, sondern auch von äußeren Faktoren, wie z. B. der Nahrung beeinflusst werden kann. BEISPIEL: BIENENKÖNIGIN > Bienen sind genetisch identische Organismen > Unterschied: große langlebige Bienenkönigin und Arbeiterinnen > Königin legt zeitlebens nur Eier und sondert Pheromone ab → Zusammenhalt des Bienenstocks > Futter während des Larvenstadiums entscheidet über die Phänotypbildung Bienenlarve ab dem dritten Stadium nur noch Pollen und Honig D Arbeiterin während der gesamten Entwicklung mit Gelee Royale gefüttert Gelee Royale ist ein sehr fett- und eiweißreiches Sekret, welches aus den Kopfdrüsen der Ammenbienen stammt. Königin Gene werden im Verlauf der Entwicklung chronologisch an- und abgeschaltet > je nach Entwicklungsstadium: nur ein bestimmter Teil der Gene transkribiert, während andere stillgelegt sind neben genetisch festgelegter Genregulation: zusätzliche Beeinflussung durch die Ernährung bei Bienen > das Futter löst ein unterschiedliches Methylierungsmuster der Königinnen aus mehrere Gene werden abgelesen und sie verfügt über eine Vielzahl an Fähigkeiten im Vergleich zu Arbeiterinnen (Fortpflanzung: einzige Biene, die Eier legt) > etwa 550 Gene sind bei Königinnen anders methyliert > bei Arbeiterinnen sind vergleichsweise viele Gene methyliert KREBSGENETIK Krebs ist die umgangssprachliche Sammelbeziehung für jede bösartige Neubildung von Gewebe wie zum Beispiel Tumor, Wucherung oder Geschwulst, die durch unkontrolliertes Wachstum und zerstörendes Eindringen in umliegendes Gewebe gekennzeichnet ist. Krebszellen sind für den Verlust ihrer ursprünglichen Form und Funktion und das Hineinwachsen in gesundes Gewebe bekannt. Sie verdrängen und zerstören dieses Gewebe und verschließen Gefäße, sowie Organhohlräume. Oft endet diese Erkrankung tödlich. > unkontrollierte Teilung von Körperzellen und keine Differenzierung dieser → es entstehen Zellhaufen (Tumor, Geschwür) > Zellhaufen verdrängt gutes Gewebe und kann einwachsen > einzelne Zellen können sich durch den Blut- und Lypmhstrom ausbreiten bzw. streuen →gestreute, niedergelassene Zellen mit fortsetzenden unkontrolliertem Zellwachstum nennt man Metastasen > Metastasen sind Zellen die in Geweben (durch Ausbreitung) zu Tochtergeschwüren wachsen BEGÜNSTIGUNG VON KREBSERKRANKUNGEN DURCH UMWELTEINFLÜSSE (MUTAGENE): > chemikalien > Tabakrauch > ionisierende Strahlen > Viren (Gebärmutterhalskrebs) Karzinogene krebserregende Stoffe THERAPIEN/BEHANDLUNGEN: > chirurgisches Entfernen des Tumors (zentrale Behandlung) > Chemotherapie; Strahlentherapie