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Biologie Genetik: Aufgaben und Lösungen | DNA Aufbau und Replikation

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22.12.2020

Biologie

Genetik | Klausurzusammenfassung

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Biologie Genetik: Aufgaben und Lösungen | DNA Aufbau und Replikation

Die DNA als Träger der Erbinformation wurde durch historische Experimente entdeckt. Versuche mit Schirmalgen, pathogenen Bakterien und Bakteriophagen zeigten, dass die Erbinformation im Zellkern liegt und in der DNA gespeichert ist. Der Aufbau der DNA als Doppelhelix aus Nukleotiden wurde aufgeklärt. Die DNA-Replikation erfolgt semikonservativ, wobei ein elterlicher und ein neu synthetisierter Strang entstehen. Der Replikationsprozess umfasst mehrere Schritte mit spezifischen Enzymen. Die Genexpression erfolgt durch Transkription und Translation, wobei der genetische Code universell und degeneriert ist.

• Die DNA wurde als Erbsubstanz identifiziert durch Experimente mit Schirmalgen, Bakterien und Phagen
• Der Aufbau der DNA als Doppelhelix aus Nukleotiden mit komplementärer Basenpaarung wurde aufgeklärt
• Die DNA-Replikation erfolgt semikonservativ mit spezifischen Enzymen wie Helikase und DNA-Polymerase
• Genexpression umfasst Transkription (DNA zu RNA) und Translation (RNA zu Protein)
• Der genetische Code ist universell, nicht überlappend und degeneriert

...

22.12.2020

772

Zusammenfassung mek Historische Experimente zur Entdeckung der Erbsubstanz •Uersuche mit einzelligen Schirmalgen: durch transplantieren des

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DNA-Replikation und Proteinbiosynthese

Die DNA-Replikation läuft in mehreren Schritten ab:

  1. Entwindung der Helix durch Topoisomerase
  2. Trennung des Doppelstrangs durch Helicase
  3. Bildung einer Ansatzstelle durch Primase RNA−PrimerRNA-Primer
  4. Anknüpfen von Nukleotiden in 5'-3'-Richtung durch DNA-Polymerase

Definition: Replikationsgabel - Der Bereich, an dem die beiden DNA-Stränge während der Replikation getrennt werden und neue Stränge synthetisiert werden.

Die Synthese erfolgt am Leitstrang kontinuierlich und am Folgestrang diskontinuierlich in Form von Okazaki-Fragmenten, die durch DNA-Ligase verknüpft werden.

Die Proteinbiosynthese umfasst Transkription und Translation:

Transkription:

  1. Bindung der RNA-Polymerase an die Promotor-Sequenz
  2. Öffnung des DNA-Doppelstrangs
  3. Ablesen des codogenen Strangs und Synthese der mRNA
  4. Termination an der Terminator-Sequenz

Vocabulary: Codon - Eine Dreiergruppe von Nukleotiden in der mRNA, die für eine bestimmte Aminosäure oder ein Start- bzw. Stoppsignal codiert.

Der genetische Code ist degeneriert mehrereCodonsfu¨reineAminosa¨uremehrere Codons für eine Aminosäure, nicht überlappend, kommalos und universell.

Translation:

  1. Initiation: Bindung der mRNA an die kleine ribosomale Untereinheit
  2. Elongation: Anlagerung von tRNA mit Aminosäuren, Peptidbindung, Weiterwandern des Ribosoms
  3. Termination: Erkennung des Stopp-Codons, Freisetzung der Polypeptidkette

Highlight: Die Raumstruktur der Aminosäurekette bestimmt die Funktion des Proteins und damit den Phänotyp.

Die Genwirkkette führt vom Genotyp über Proteinbiosynthese zum Phänotyp, wobei Enzyme eine zentrale Rolle spielen, z.B. im Phenylalaninstoffwechsel.

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Die DNA als Träger der Erbinformation wurde durch historische Experimente entdeckt. Versuche mit Schirmalgen, pathogenen Bakterien und Bakteriophagen zeigten, dass die Erbinformation im Zellkern liegt und in der DNA gespeichert ist. Der Aufbau der DNAals Doppelhelix aus Nukleotiden wurde... Mehr anzeigen

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DNA-Replikation und Proteinbiosynthese

Die DNA-Replikation läuft in mehreren Schritten ab:

  1. Entwindung der Helix durch Topoisomerase
  2. Trennung des Doppelstrangs durch Helicase
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Definition: Replikationsgabel - Der Bereich, an dem die beiden DNA-Stränge während der Replikation getrennt werden und neue Stränge synthetisiert werden.

Die Synthese erfolgt am Leitstrang kontinuierlich und am Folgestrang diskontinuierlich in Form von Okazaki-Fragmenten, die durch DNA-Ligase verknüpft werden.

Die Proteinbiosynthese umfasst Transkription und Translation:

Transkription:

  1. Bindung der RNA-Polymerase an die Promotor-Sequenz
  2. Öffnung des DNA-Doppelstrangs
  3. Ablesen des codogenen Strangs und Synthese der mRNA
  4. Termination an der Terminator-Sequenz

Vocabulary: Codon - Eine Dreiergruppe von Nukleotiden in der mRNA, die für eine bestimmte Aminosäure oder ein Start- bzw. Stoppsignal codiert.

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Translation:

  1. Initiation: Bindung der mRNA an die kleine ribosomale Untereinheit
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Highlight: Die Raumstruktur der Aminosäurekette bestimmt die Funktion des Proteins und damit den Phänotyp.

Die Genwirkkette führt vom Genotyp über Proteinbiosynthese zum Phänotyp, wobei Enzyme eine zentrale Rolle spielen, z.B. im Phenylalaninstoffwechsel.

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Historische Experimente zur Entdeckung der Erbsubstanz

Die Entdeckung der DNA als Träger der Erbinformation erfolgte durch mehrere wegweisende Experimente. Versuche mit einzelligen Schirmalgen zeigten, dass sich die Erbsubstanz im Zellkern befindet. Experimente mit pathogenen Bakterienstämmen an Mäusen bewiesen, dass zur Speicherung und Weitergabe von Informationen kein lebendes System benötigt wird.

Highlight: Das Avery-Experiment wies nach, dass die DNA und nicht Proteine die transformierende Substanz ist.

Das Hershey-Chase-Experiment mit radioaktiv markierten Bakteriophagen zeigte endgültig, dass die Erbinformation in der DNA und nicht in Proteinen gespeichert ist.

Zur Isolierung von DNA werden mehrere Schritte durchgeführt:

  1. Mechanische Zerkleinerung zur Oberflächenvergrößerung
  2. Einsatz von Spülmittel zur Zerstörung von Zellwänden und Kernmembranen
  3. Erhitzen und schnelles Abkühlen zum Schutz der DNA
  4. Filtrieren zur Trennung von Zellwänden und DNA
  5. Proteinabbau durch Zusatz von Fleischentzerner
  6. Ausfällen der DNA mit Ethanol

Der Aufbau der DNA wurde als Doppelhelix aus zwei antiparallelen Einzelsträngen entschlüsselt. Die Bausteine sind Desoxyribose, Phosphorsäure und die organischen Basen Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Die Basenpaarung erfolgt spezifisch zwischen A-T und G-C.

Vocabulary: Doppelhelix - Die spiralförmige Struktur der DNA, bestehend aus zwei umeinander gewundenen Einzelsträngen.

Die Verpackung der DNA erfolgt in mehreren Stufen vom histonfreien Doppelstrang über die Perlschnurstruktur und Chromatinfaser bis zum kondensierten Chromatid.

Das Meselson-Stahl-Experiment bewies den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation. Dabei wird jeweils ein elterlicher Strang mit einem neu synthetisierten Strang kombiniert.

Example: Bei der semikonservativen Replikation entsteht aus einem schweren DNA-Strang N15−markiertN15-markiert ein mittelschwerer Strang einschwerer,einleichterStrangein schwerer, ein leichter Strang in der ersten Generation und in der zweiten Generation je zur Hälfte mittelschwere und leichte DNA-Stränge.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

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Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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