Genetik komplett Abitur 2023 Biologie

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gedoppelt werden → Zelle mas groß genug sein (Plasma, Membranen) • ausreichende Anzahl an Organellen - Mitose. Ribose (bei RNA) CHO H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH₂₂OH Prophase: Spindelapparat, Chromosomen. Cytokinese > Ablauf Mitose (kernteilung). • Schwester chromatiden werden getrennt - auf Tochter zellen aufgeteilt. Ende: jede Tochterzelle hat identische Erbinformation, wird wieder verdoppelt + Merke: Meine Tante Prophase Metaphase Anaphase Telophase + Interphase Interphase: Chromatin verdoppelt Metaphase: Äquatorialebene Anaphase: an Centrower getrennt, ein Chromatid-Chromasom. Telophase. Chromatin, kernhülle Mitase G2-Phase Yzell- Arbeitsphase, Zyklus G₂-Phase Wachstum Zellwachstum Zellterung S-Phase DNA-Replikation XX DNA-Replikation: > identische Copie der DNA > Leitstrang' 3'-5' > Folgestrang" +5'-3' 1. Topois merase entspirilisiert. DNA 2. Enzym Helicase spaltet Wasserstoffbrücken - Replikationsgabel entsteht 3. Primase katalysiert Synthese. 4. Primer Startmolekul för DNA-Polymerase 5. DNA-Polymerase repliziert strang 6. ONA-Polymerase arbeitet nur von 5'-3' (Leitstrang) → Folgestrang von 3'-5' diskoniuierlich" →→ Okazaki Fragmente - beginnt mit Primer ?. Ligase verbindet Okazaki- Fragmente. 3' Folge- strang DNA-Polymerase Leit- strang Protein biosynthese: Ligase 3' 5. Okazaki Fragmente XX Primase Primer DNA-Polymerase 5. ܢܢܠ Helicase for Topoisomerase überblick: > Proteinbiosynthese gliedert sich in zwei Schritte: 1.) Transkription: übertragung der genetischen Information auf m-RNA (im Zellker) 2) Translation: übersetzung der information der m-RNA in die Aminosauresequenz der Proteine (im Cytoplasma) 3 > Ähnlicher Ablauf bei Prokaryoten und Eukaryoten Loaber: Eukaryoten: rauculiche Trennung durch Zellkern. Prokaryoten: Translation beginnt ohne zeitliche verzögerung, nach beendigung der Transkription Merke: Erst Transkription, dann Translation -Desst skript schreiben, dann übersetzen. Ribonukleinsäure ~RNA > besteht nur aus Einzelstrang von Nukleotiden >viel kürzer als ONA, da sie als CRNA nur informationen von einem Gen, trägt. > Statt Desoxyribose, nur Ribose (D ein sauerstoff-Atow weniger) > statt Thy win, Uracil (bindet wit Adenin). > RNA kann durch RNA-Polymerase nur von 5'-3' gebaut sein -ODNA muss von 3' nach 5' abgelesen werden > Promoter: Startpunkt, gibt Beginn der Transkription an > Terminator: Endpunkt, wird durch stoppsequenz angegeben > for Protein biosynthese: mRNA, ERNA, <-RNA RNA-Typ Struktur faden förmig globular + messenger RNA ribosomale RNA E-RNA - transfer RNA m-RNA <-RNA Transkription: > Übersetzung eines DNA-Abschnittes im mRNA > durch Anlagerung komplementärer Nukleotide an codogenen DNA- Einzelstrang. Terminator-Region RNA-Polymerase Funktion Dient als Matrize eines Gens for Proteinbiosynthese Bildet mit Proteinen die Ribosomen, Ort der Proteinbio... kleeblattstruktur Transportiert Aminosäuren zum Ort der Protein biosynthese sunterteilt in 3-Phasen: I. Initiation: Arbeitsrichtung 3'-Ende nicht-codierter Strang Codogener Strang > RNA-Polymerase erkennt spezifische DNA-sequenzen • Promoter. -pliegen kurz vor Beginn eines Gens, bindet daran >DNA- Strang, der abgeschrieben wird: codogener strang II. Elongation: 5'-Ende III. Termination: > wenn RNA-Polymerase auf Stoppsequenz trifft → Terminator. - Transkription endet - RNA-Polymerase löst sich von ONA RNA-Prozessierung (Reifung): mRNA bei Eukaryoten deutlich kürzer als Transkribierter DNA-Abschnitt > bei Eukaryoten: länger haltbar als bei Prokaryoten -DMIRNA bei Eukaryoten Prozessierung nach Transkription > Eukaryoten enthalten Exons und introns - Spleißen. mRNA Prometer-Region > DNA-Doppelstrang wird entwenden. >RNA- Polymerase kopiert Basen folge von codogenem strong →DA+U, T+A, C+G, G+C > Nukleotide kommen an freies 3'- Ende von mRNA > hinter RNA-Polymerase schließt sich DNA wieder. /antiparallel >Exons: codierte Bereiche Informationen über entstehendes Protein > Introns nicht-codierte-Bereiche o keine Informationen über entstehendes Protein. > an S'-Ende kommt eine kappe > an 3'-Ende koment Poly-A-Schwanz ca. 200 Adeninnuklectide ->Kappe + Poly-A-Schwanz: dawit RNA in Zellplaskea nicht so schnell von Enzymen abgebaut wird. >Spleißen: Introns werden rausgeschnitten; Exons werden verbunden. -> Endprodukt: MRIVA mit durchgehend codierter and translatierbaren Nukleotid sequenz Exon 1 Capping R Intron 1 Genetischer Code: Exon 2 pra-m-RNA Splicasomen Intron 2 PR > reife mRNA verlässt zellkern durch Kernpore - wandert zu den Ribosomen (=Translationsort) >Triplett-code (o Drei Basen für eine Acuinasoure) > nommafrei Fertige mRNA mit kappe und Poly-A-Schwanz AAAAAAA AAAAAAAA Translation: >E-RNA bringt Aminosäuren zur Verknüpfung zu Ribosomen. > besitzt zwei Bindungsstellen - Aminosäure Polyadenylierung > Universell > Eindeutig ( Jedes Triplett codiert nur für eine Aminosäure) > Redundant (degeneriert) -> eine Auinosaure kann von mehreren. Tripletts codien werden. Arg Val Exon 3 entsprechendes Anticodon von m-RNA > Bindung durch Aminoacyl-tRNA-synthese mit As → dieses Enzyme hat 2 Erkennungsregionen -D1. Aminosäure; 2. ERNA -Dwenn beide übereinstimmen: verknüpfung des Aminosaue mit tRNA Lo acu 3'-Ende Asp MAGUCAL > wg. vielen verschiedenen Triplett-Codes gibt es viele verschiedene ERNAs mit anderen Anticodons →→→ Bindung nach Schlüssel-Schloss-Prinzip Glu Thr Gly A Exon 4 UCAGUCA GU Phe Leu GU A C Met lle UCA Arg A Sore A G U UG ACUGACUGACU C Tyr 5¹ Ende Stopp Stopp Cys G Trp Aminosaure A Leu Stopp C Alanin Argimin Asparagin Asparaginsäure Cystein Glutamin Glutaminsäure S'Anticodon Glycin Histidin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin Prolin Serin Threonin Tryptophan Tyrosin Valin- 3-Ende +Aminosäure -Arm Arg Asn Asp Cys Gin Glu Gly His lie Leu Lvs Met Phe Ser The Tip Tyr Val -Anticodon-schleife Ablauf Translation:. I. Initation > kleine ribosomale Untereinheit bindel an ihre Erkennung &sequenz an mRNA > +RNA bindet an Startcodon → Initiationskomplex vollständig > große Ribosomale unterein heit kommt hinzu: IRUA mit startcodon bindet an P-Stelle II. Elongation: > Erkennen des Codons: Anticod on von never tRNA bindet an Triplett, welches neben Startcodon ist > Bilden der Peptidbindung: Neve Aminosäure wird durch Peptidyltransferase mit vorherige Aminosaure (Methyonin) verbunden ·Elongation: freie +RNA wird aus P.stelle freigesetz! (durch E-Stelle), Ribo som verschiebt sich um ein Codon wachsendes Polypeptid wandert an freie P-stelle > Vorgang wiederholt sich: Erkennen des Codons, Bilden der Peptidbindung, Elongation III. Termination: 5' > I. Initiation 5' > Release-Faktor (Freisetzungsfaktor) bindet an Komplet, wenn stoppcodon A-stelle erreicht > Freisetzen des produzierten Polypeptids + Release faktor sebzt ERNA aus P-Stelle frei und trennt Polypeptid ab >übrige komponenten (miRNA; ribosomale untereinheiten) trennen sich. I. Elongation MRNA -kleine Pstelle Untereinheit Startcodon Ribasamen- Erkennungssequenz Anticodon ERNA T 5' 5' E E Ein-Gen- eine. RNA- Hypothese: > Gen ist der DNA-Abschnitt, der Information for RNA hat > Froker: ein Gen enthalt information for Protein T -Aminosdure T 3' III Termination 5' 5' > Genwirkkette: Mehrere Gene sind an Bildung eines Stoffes beteiligt. - bsp. in Gen 3 tritt. Mutation auf; dann kann Gen. 4&5 nicht gebildet werden. E E -ooc E Polypeptio 3 Stoppcodon Release- Faktor -NH3 + 3' Gen₁ Enzyl 1 ↓ Stoff A Gen 2 Enzylu, 2 - Igs: An Ausbildung eines Merkmals können mehrere Gene beteiligt sein Genregulation > Beobachtung an Hefezellen (Eukaryoten) Glucaselosung + Hefe - sofortige verwehrung Lactoseloisung + Hefe verwehrung erst nach wuehreren Stunden > konstruktive. Gene: werden standing transkribiert. > regulierte Gene: Regulation bei Prokaryoten: ›a n-Modell 4 Promoter + Operator + strukturgene = operon POSSS ; bei codogenem strang operon Lac-Regulator- Gen Gen3. ↓ επέψω 3 ↓ > Repressor: Protein > Effektor: besticucut Aktivität von Promoter -D 2 Möglichkeiten: I. Substratindulation ~ Lac-operon. Promotor, RNA- werden nach Bedarf an und abgeschaltet. " > Wenn Effektor Anwesend (bsp. Lactose) dann wird Repressor in aktiviert Operon Operon Operator Polymerase сели Enzymy ↓ Strukturgene aktiver Represtor Substrat (Lactose) Lac-Regulator- Gen Promoter inaktiver Repressor > Wenn Effektor nicht anwesend skene Transkription Abbavender Stoffwechsel II. Produkt repression ~ Tryptophan-Operon > Wenn Effektor (Tryptophan) anwesend wird Repressor aktiviert > Wenn Effektor nicht anwesend wird Repressor inaktiv - Aufbavender Stoffwechsel operator MRNA Strukturgene 397 RNA-Polymerase Enzyme for Lactose abbau > Umschaltungsmöglichkeiten kann Organisumus unnotiger Einsatz von Energie vercueiden plage Produktion von besticumten Stoffen nicht notwendig Trp-Regulator- Gen inaktives Repressor Promoter Operon > operator Produkt (Tryptophan) MRNA energie- Aufwand für Zelle Strukturgene Begriffe: >Promotor Startstelle für Transkription Enzymé RNA-Polymerase. Trp-Regulator- Gen Anlagerungsstelle für RNA-Polymerase Gibt Start- und Leserichtung an • Operator: Bindungsstelle für Repressor - deshalb Regulation von Transkription. • Strukturgen. Gene, die bspw. Enzyme codieren > Operon.• DNA · Abschnitt, auf dem hintereinander die kontrollregionen wegen - Promotor + Operon + (wind. 1). Strukturgene •Regulatoren. DVA-Region außerhalb von operon, die Repressor codiert. Genregulation bei Eukaryoten:. >beeinflusst durch Vielzahl von Transkriptions faktoren →→ Lagern sich an DNA an und fordern /hemmen so. Transkription Vergleich: Genregulation und Regulation der Enzymaktivität: Allosterische Hemmung /Aktivierung. Geschwindigk >sehr schnell okeine direkte Rückkopplung. der Regulation >heine Änderung der Enzym konzentration durch. Enzymsynthese oder Abbau notwendig Promotor > Hohe Energieaufwand da konzentration aller Enzyme immer konstant bleiben muss. RNA- Operon Polymerase produziert werden operator Differenzielle Genaktivität: >da alle zellen die gleiche genetische information besitzen, sich aber im Laufe der Entwicklung differenzieren, werden in unterschiedlichen Zellen unterschiedliche Gene angeschaltet. differenzielle Genexpression /Genaktivierung >Differenzierung: Ausbildung von Merkmalen durch zeitliche und/oder räumlich getrennte Aktivierung von unterschiedlichen Genen 40 beeinflussbar durch innere und außere Faktoren (→ Temperatur, strahlung Chemikalien) ↳ Hormone Strukturgene aktiver Represtor Tryptophan (Co-Repressor) Genregulation > Langsawuer, da Genaktivierung /Genprozessierung über mehrere Zwischenschritte erfolgt. - Transkription, Translation. > Energiesparende Regelung. da je nach Stoffwechselbedürfnis nur die benötigten. Enzyme Reminder: allasterische Hemmung. allosterische Hemmung O Enzyma 1 Ribosomen B MRVA Translation DIVA Enzym2 Transkription → Endprodukt Enzym3 Gen Repression Antibiotika Wirkungsweise von Antibiotika: > selektive Toxizität. Antibiotika zerstort zielgerichtet nur Erceger und nicht eigenen Körper - wg-unterschiedlichem Aufbau von Errege (Prokaryot) und Mensch (Eukaryot) > Antibiotika wirkt spezifisch auf Besonderheiten von Prokaryoten, die Eukaryoten nicht haben. Mutationen. Angriffsarte von Antibiotika: > Holle: - Prokaryoten haben Zellwand - Antibiotika verhindert zusammenbau von Zellwand-Bausteinen in Grundsubstanz - Antibiotika stort Transport von Zellwand- Bausteinen durch Zellmembran zur Zellwand. Antibiotika stort zusammenbau der Teile innerhalb der Zellwand > Erbgut: -Erbgut wird nicht mehr vervielfältigt/verdoppelt werden to keine vermehrung des Bakterioms möglich - Synthese wird verändert + Erbinformation kann nicht vergestellt werden oda Bausteine falsch > Protein biosynthese > Veränderung der genetischen Information > veränderte, ungünstige Merkmale teils tödlich Genommutationen: > Anzahl der chromosomen andert sich is entweder einzelne Chrowuosowen 4. oder ganze chromosomen sakze polyploide zellen entstehen > bap.. Down-Syndrow (Trisomie 21). Chromosomen mutation. > Strukturveränderung eines Chromosoms -> Venust oder verdopplung eines Chromosomenstückes -Dübertragung auf ein anderes Chromosom > Folgen: oft tödlich Genmutationen. > häufigste Mutationsart > Punktmutation. → Substitution: Base/Basenpaar wird ausgetauscht - GAC GCC. - Folgen: Stumme Mutation →→ keine Folgen. falsche Aminosaure wird eingebaut - Missense-Mutation vorzeitige Abbruch der Proteinbiosynthese. Nonsense-Mutation Lowg. Stopp- Codan > Rastermutation → Insertion: Base wird eingefügt/manchmal Duplikation GAC →GA AC >Deletion: Base wird entfernt GAC GC - Folgen: gesamtes ++-Raster verschiebt sich wenn Mutation am Anfang: viele Aminosäuren andern sich. wenn Mutation am Ende: wenig AS andern sich .-D. Lage der Mutation entscheidet über Auswirkung Folgen von Mutationen in den Körper- und keimzellen: >mutationen in Körperzellen: sowatische Mutationen > Körperzelle: Mutation bleibt in betreffendem Bereich -D. keine vererbung. > Keimzelle: Mutation verbreitet sich oberals - wird vererbt Motagene: > Umwelteinflüsse, die Mutationen auslösen →→ Chemikalien (=mutagene substanzen) - energiereiche Strahlung