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 BIO Kursarbeit
GENETIK
Meiose
=
Zellteilung zur Bildung von Keimzellen
2 homologe Chromosomenpaare - Chromosomenpaarung
Die jeweiligen homo

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Lernezettel zum Thema Genetik (Meiose, Mendel, DNA, Proteinbiosynthese, Mutationen,…) aus der 12/1

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BIO Kursarbeit GENETIK Meiose = Zellteilung zur Bildung von Keimzellen 2 homologe Chromosomenpaare - Chromosomenpaarung Die jeweiligen homologen Chromosomen in die Zellhälfte aufgeteilt - an Spindelapparat → 1. Reifeteilung (Telophase 1) - 2 Zellen mit jeweils einem halbierten haploiden Satz = Reduktionsteilung Lösen beider Chromatiden an Spindelapparat Zellteilung erneut = 4 männliche Keimzellen (Spermien). 2. Reifeteilung = Äquationsteilung 2n 2.23 n -> n 23. -> 23 Ziel haploider Chromosomensatz Zwei-Chromatid-Chromosomen -> Zwei-Chromatid-Chromosomen 33) Telophase II → reduziert Chromosmenzahl in den Keimzellen auf habloiden Satz dient der Rekombination des Erbguts (Kombinationsmöglichkeiten bei Menschen: 2^23 Genotypvarianten) -> n Vereinfacht 1. Reifeteilung: Trennung homologer Chromosomen Die Homologen Chromosomen werden auf zwei haploide Tochterzellen verteilt. Es entsteht ein haploider Chromosomensatz aus Zwei-Chromatid-Chromosomen (1n). Die genetische Information wird neu kombiniert. -> 23 XX Prophase II Anaphase II 18 Zwei-Chromatid-Chromosomen -> Ein-Chromatid-Chromosomen Prophase I XX XX 2. Reifeteilung: Trennung der Chromatiden Es werden wie bei der Mitose die Chromatiden der Zwei-Chromatid-Chromosomen voneinander getrennt und auf bis zu vier haploide Keimzellen verteilt (1n). Anaphase I 33 Telophase II Nach der ersten Reifeteilung meiotischen Zellteilung sind die. Tochterzellen haploid.. (Die Anzahl der Chromosomen in den Tochterzellen hat sich halbiert, es sind nur noch 23 2-Chromatid-Chromosomen in den Zellen vorhanden.) Nach der zweiten Reifeteilung der meiotischen Zellteilung sind die Tochterzellen haploid. (Die Anzahl der Chromosomen hat sich nicht ein zweites Mal halbiert, doch jetzt sind nur noch 23 1- Chromatid-Chromosomen in den Zellen vorhanden.) Durch den Stückaustausch zwischen homologen Chromatiden werden gekoppelte Gene entkoppelt". Dadurch kommt es zu neuen Herkmalskombinationen. Crossing-over Spindelapparat XX Prophase II 33 Telophase II Anaphase...

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II diploid I. Trennung homologen Chromosomen haploid mit Zwei- Chromatid- Chromoso- men II haploide) Ein- Chromatid- Chromo- somen 33 Telophase II Trennung der Schwester chromati- den Weibliche Meiose: 1. Reifeteilung: 1 große plasmareiche + 1 kleine Zelle 2 Reifeteilung: 1 große Zelle + 3 kleine Zellen (= Polkörper) = Ergebnis: 1 reife befruchtungsfähige Eizelle Rekombination = Neukombination des genetischen Materials Aus dem Fundus der Gene im Genpool können bei der sexuellen Fortpflanzung. zufällig und ungerichtet neue Allelkombinationen gebildet werden, die zu neuen Phänotypen führen. n=23 liefert 2^23 Kombinationsmöglichkeiten Allel: Allele sind Varianten eines bestimmten Gens, die für dasselbe Merkmal zuständig sind. Z.B.: Allele für Zahnform „rund“ und „eckig" Chromosomentheorie → Chromosomen = materiellen Träger der Vererbung 1. Kreuzung 2 reinerbiger Sorten (Parental-Generation) Folgegeneration = mischerbig jedoch uniform 2. Kreuzung der Folgegeneration → 2. Folgegeneration = 3:1 (beide Sorten vorhanden) ↓ Mendel Mendel'sche Regeln - Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen 1. Regel: Uniformitätsregel F1-Generation von reinerbigen (rot & weiß) Eltern zeigen ein uniformes Aussehen (alle rot) Kriterium Vorkommen 2. Regel: Spaltungsregel Anzahl der Kernteilungen Ablauf Ergebnis Mitose In allen wachsenden Gewe- ben Prophase: Chromosomen sichtbar jedoch keine Paa- rung Anaphase: Chromatiden werden auf die Zellpole ver- teilt Chromosomensatz identisch zur Mutterzelle Meiose Nur in den Keimdrüsen 2 Prophase 1: Paarung der homologen Chromosomen; Austausch von Chromoso- menstücken möglich (Cros- singover) Kreuzung der F1 Generation → in F2 Generation tauchen beide Farben auf, da im Genotyp 1x reinerbig rr (Phänotyp: weiß) vorkommt Verhältnis 3:1 Anaphase 1: ganze Chromo- somen werden auf die Zell- pole verteilt; Chromosomen- satz wird auf die Halfte redu- ziert Phänotyp = äußeres Erscheinungsbild Genotyp = 2 Allele für ein Merkmal (Körperzelle) Keimzellen = enthalten nur ein Allel pro Merkmal Rezessiv = kleiner Buchstabe (muss 2 mal vorliegen um sich durchzusetzen) Dominant = großer Buchstabe, setzt sich durch Halbierter Chromosomen- satz Interchromosomale Rekombination Neuverteilung des Erbguts bei der Gametenbildung, es werden vollständige Chromosomen neu kombiniert. Chromosomentheorie Intrachromosomale Rekombination Teilstückaustausch durch Crossover zwischen homologen Chromosomen während der Meiose. Parental-Generation: Sorten sind homozygote Träger der Allele (NN o. nn)→→ nach Replikation + Meiose: 1 Typ Keimzelle (N o. n) 1. Kreuzung dieser Keimzellen Folgegenartion: heterozygot Nn (dominante Allel (N) bestimmt Phänotyp) 2. Kreuzung der Folgegeneration durch jeweils 2 verschiedene Keimzellen: 4 Möglichkeiten der Genotypkomination: NN, Nn, nn im Verhältnis 1:2:1 Vererbung nur eines Merkmals = monohybrider Erbgang Vererbung von 2 Merkmale gleichzeitig = dihybrider Erbgang 3. Regel: Unabhängigkeits- & Neukombinationsregel Bei dihybriden Erbgängen: F2 Generation mit allen 4 Merkmalen mit unterschiedlicher Häufigkeit unabhängig voneinander & in neuer Kombination vererbt Intermediarer Erbgang = Erbgang, bei dem beide Allele an der Ausbildung des Merkmals bei Mischerbigen beteiligt sind Parental Generation: rote und weiße Blüten F1-Generation: alle rosa Stammbaumanalyse Dominante Merkmal : Großbuchstabe Rezessive Merkmal : Kleinbuchstabe Dominanter Erbgang: - Krankheit in jeder Generation - hohe Zahl von Erkrankten beide Eltern krank aber mindestens ein Kind gesund Autosomal-dominanter Erbgang: gesunde Töchter bei kranken Eltern -- tritt bei Männern & Frauen ca. gleichhäufig auf Gonosomal-dominanter Erbgang: - mehr Frauen als Männer erkranken, da Mischerbige krank sind - heterozygot und homozygot dominante Frauen sind krank (XX & XX) / heterozygot dominante Männer (XY) sind krank - ähnelt autosomal-dominanten Stammbäumen, nur das alle Töchter aber nie die Söhne eines kranken Vaters betroffen P-Generation: ww rr F1-Generation: sind F2-Generation: X Rezessiver Erbgang: V r X لیا Y لیا الیا ليا لباليا Elterliche Erbanlagen mischen sich gleichberechtigt zu einem neuen Phänotyp der zwischen beiden Elternteilen liegt wr ܢܝ Autosomal-rezessiver. Erbgang: اليا . الیا Gonosomal-rezessiver Erbgang: or rw ۲۷ alle wr (rosa) → 1:2:1. - nicht in jeder Generation - geringe Zahl von Erkrankten beide Eltern gesund aber mindestens ein Kind krank -- kranke Töchter bei gesunden Eltern -- tritt bei Männern & Frauen ca: gleichhäufig auf Weiß Rosa : Rot - mehr Männer als Frauen, da Mischerbige Frauen gesund sind - Frauen können Konduktorin (Überträgerin) sein - nur homozygot rezessive Frauen (xx) und heterozygot rezessive Männer (xY) sind krank DNA Speicher des genetischen Cades. Molekularer Aufbau Phosphat P 5' 3' Replikation 3' Thymin Cytosin CH₂ N konservatives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration 8 2. Folgegeneration Seitenstränge der Helix laufen antiparalell N-H T N-HN A Adenin 3 Verschiedene Modelle als Möglichkeit: H-N N…H-N- G OH-N H Guanin N Zucker (Desoxyribose) N = Reproduktion des DNA Doppelstrang originals mit Hilfe von Bausteinen in der Zelle, läuft in jeder Zellteilung ab um die DNA an Tochterzellen weiterzugeben S' semi-konservatives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration ११ 2. Folgegeneration 88 88 Komplementäre Basen: Adenin + Thymin Zusammenhalt durch 2 Wasserstoffbrücken Guanin + Cytosin → durch 3 Wasserstoffbrücken verbunden Nukleotid: dispersives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration 2. Folgegeneration mehr n Meselson - Stahl-Experiment 2 Isotope des Stickstoffs: normaler n14 u schwerer n15 - Ecoli Bakterien in n15 → Einbau des n15 in ihre DNA → transferieren auf n14 haltigen Nährboden → nach Abschluss der 1. DNA Replikation wurden die Bakterien abgetötet und einer Dichtengradientenzentrifugation unterzogen - →1. Tochter DNA erbrachte mittelständige Bande (zw. Kontrollbanken von n14 & n15) →→→ gegen konservatives Modell → 2. Replikationsrunde in Zentrifugation entstanden leichte & mittelständige Bande SEMIKONSERVATIVE MODELL T Ablauf der Replikation Helicase (Enzym) durchbricht die Wasserstoffbrücken zwischen den Basen → trennt DNA in ihre beide Stränge auf DNA Polymerase läuft hinter Helicase her + ergänzt die geöffneten Teilstränge zu kompletten DNA- Doppelsträngen Nukleotid kann nur am Phosphat freien 3' Ende anknüpfen - kontinuierliche Replikation nur 5'->3' möglich durchlaufende Replikation →→ Leitstrang - Andere Seite (Folgestrang): Nukleotide liegen ,,falschherum“ → kleines DNA Bruchstück (Okazaki- Fragmente) wird in 5' zu 3¹ ( 3¹ <-5') repliziert (von der Replikationsgabel weg) / in Gegenrichtung der Helicase synthetisiert → Ligase verknüpft Okazaki-Fragmente zu einem geschlossenen DNA Strang diskontinuierliche Replikation Diesen Strang nennt man Leitstrang Diesen Strang nennt man Folgestrang mRNA o o o o o o o o o o o o o a Okazaki Fragmente Gen 29938ggggg PROTEINBIOSYNTHESE Ligase Transkription (DNA-Abschnitt) Nur einsträngig ! Viel kürzer als DNA DNA-Polymerase mRNA Translation Kopie des gentragenden DNA-Bereichs, dient als Vorlage für die Proteinbiosynthese. Protein (Enzym) tRNA DNA-Polymerase Helicase Wirkung Merkmal Zelle benötigt ein bestimmtes Protein- Ablesen eines bestimmten DNA Abschnittes & Umsetzung dieses → Information welche für Herstellung des Proteins wichtig ist An das 3'-Ende kann eine spezifische Aminosäure gebunden sein. Das sogenannte "Anticodon"- Triplett bindet sich komplementär an das "Codon"- Triplett der mRNA. rRNA (im Ribosom) "Vermittler" zwischen mRNA und tRNA. Sorgt für geordnete Anlagerungen der tRNAs und überträgt die vorhandene Peptidkette auf die neu ankommende Aminosäure.

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So ein schöner Lernzettel 😍😍 super nützlich und hilfreich!

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Folgegeneration = 3:1 (beide Sorten vorhanden) ↓ Mendel Mendel'sche Regeln - Kreuzungsexperimente mit Erbsenpflanzen 1. Regel: Uniformitätsregel F1-Generation von reinerbigen (rot & weiß) Eltern zeigen ein uniformes Aussehen (alle rot) Kriterium Vorkommen 2. Regel: Spaltungsregel Anzahl der Kernteilungen Ablauf Ergebnis Mitose In allen wachsenden Gewe- ben Prophase: Chromosomen sichtbar jedoch keine Paa- rung Anaphase: Chromatiden werden auf die Zellpole ver- teilt Chromosomensatz identisch zur Mutterzelle Meiose Nur in den Keimdrüsen 2 Prophase 1: Paarung der homologen Chromosomen; Austausch von Chromoso- menstücken möglich (Cros- singover) Kreuzung der F1 Generation → in F2 Generation tauchen beide Farben auf, da im Genotyp 1x reinerbig rr (Phänotyp: weiß) vorkommt Verhältnis 3:1 Anaphase 1: ganze Chromo- somen werden auf die Zell- pole verteilt; Chromosomen- satz wird auf die Halfte redu- ziert Phänotyp = äußeres Erscheinungsbild Genotyp = 2 Allele für ein Merkmal (Körperzelle) Keimzellen = enthalten nur ein Allel pro Merkmal Rezessiv = kleiner Buchstabe (muss 2 mal vorliegen um sich durchzusetzen) Dominant = großer Buchstabe, setzt sich durch Halbierter Chromosomen- satz Interchromosomale Rekombination Neuverteilung des Erbguts bei der Gametenbildung, es werden vollständige Chromosomen neu kombiniert. Chromosomentheorie Intrachromosomale Rekombination Teilstückaustausch durch Crossover zwischen homologen Chromosomen während der Meiose. Parental-Generation: Sorten sind homozygote Träger der Allele (NN o. nn)→→ nach Replikation + Meiose: 1 Typ Keimzelle (N o. n) 1. Kreuzung dieser Keimzellen Folgegenartion: heterozygot Nn (dominante Allel (N) bestimmt Phänotyp) 2. Kreuzung der Folgegeneration durch jeweils 2 verschiedene Keimzellen: 4 Möglichkeiten der Genotypkomination: NN, Nn, nn im Verhältnis 1:2:1 Vererbung nur eines Merkmals = monohybrider Erbgang Vererbung von 2 Merkmale gleichzeitig = dihybrider Erbgang 3. Regel: Unabhängigkeits- & Neukombinationsregel Bei dihybriden Erbgängen: F2 Generation mit allen 4 Merkmalen mit unterschiedlicher Häufigkeit unabhängig voneinander & in neuer Kombination vererbt Intermediarer Erbgang = Erbgang, bei dem beide Allele an der Ausbildung des Merkmals bei Mischerbigen beteiligt sind Parental Generation: rote und weiße Blüten F1-Generation: alle rosa Stammbaumanalyse Dominante Merkmal : Großbuchstabe Rezessive Merkmal : Kleinbuchstabe Dominanter Erbgang: - Krankheit in jeder Generation - hohe Zahl von Erkrankten beide Eltern krank aber mindestens ein Kind gesund Autosomal-dominanter Erbgang: gesunde Töchter bei kranken Eltern -- tritt bei Männern & Frauen ca. gleichhäufig auf Gonosomal-dominanter Erbgang: - mehr Frauen als Männer erkranken, da Mischerbige krank sind - heterozygot und homozygot dominante Frauen sind krank (XX & XX) / heterozygot dominante Männer (XY) sind krank - ähnelt autosomal-dominanten Stammbäumen, nur das alle Töchter aber nie die Söhne eines kranken Vaters betroffen P-Generation: ww rr F1-Generation: sind F2-Generation: X Rezessiver Erbgang: V r X لیا Y لیا الیا ليا لباليا Elterliche Erbanlagen mischen sich gleichberechtigt zu einem neuen Phänotyp der zwischen beiden Elternteilen liegt wr ܢܝ Autosomal-rezessiver. Erbgang: اليا . الیا Gonosomal-rezessiver Erbgang: or rw ۲۷ alle wr (rosa) → 1:2:1. - nicht in jeder Generation - geringe Zahl von Erkrankten beide Eltern gesund aber mindestens ein Kind krank -- kranke Töchter bei gesunden Eltern -- tritt bei Männern & Frauen ca: gleichhäufig auf Weiß Rosa : Rot - mehr Männer als Frauen, da Mischerbige Frauen gesund sind - Frauen können Konduktorin (Überträgerin) sein - nur homozygot rezessive Frauen (xx) und heterozygot rezessive Männer (xY) sind krank DNA Speicher des genetischen Cades. Molekularer Aufbau Phosphat P 5' 3' Replikation 3' Thymin Cytosin CH₂ N konservatives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration 8 2. Folgegeneration Seitenstränge der Helix laufen antiparalell N-H T N-HN A Adenin 3 Verschiedene Modelle als Möglichkeit: H-N N…H-N- G OH-N H Guanin N Zucker (Desoxyribose) N = Reproduktion des DNA Doppelstrang originals mit Hilfe von Bausteinen in der Zelle, läuft in jeder Zellteilung ab um die DNA an Tochterzellen weiterzugeben S' semi-konservatives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration ११ 2. Folgegeneration 88 88 Komplementäre Basen: Adenin + Thymin Zusammenhalt durch 2 Wasserstoffbrücken Guanin + Cytosin → durch 3 Wasserstoffbrücken verbunden Nukleotid: dispersives Modell Ausgangssituation 1. Folgegeneration 2. Folgegeneration mehr n Meselson - Stahl-Experiment 2 Isotope des Stickstoffs: normaler n14 u schwerer n15 - Ecoli Bakterien in n15 → Einbau des n15 in ihre DNA → transferieren auf n14 haltigen Nährboden → nach Abschluss der 1. DNA Replikation wurden die Bakterien abgetötet und einer Dichtengradientenzentrifugation unterzogen - →1. Tochter DNA erbrachte mittelständige Bande (zw. Kontrollbanken von n14 & n15) →→→ gegen konservatives Modell → 2. Replikationsrunde in Zentrifugation entstanden leichte & mittelständige Bande SEMIKONSERVATIVE MODELL T Ablauf der Replikation Helicase (Enzym) durchbricht die Wasserstoffbrücken zwischen den Basen → trennt DNA in ihre beide Stränge auf DNA Polymerase läuft hinter Helicase her + ergänzt die geöffneten Teilstränge zu kompletten DNA- Doppelsträngen Nukleotid kann nur am Phosphat freien 3' Ende anknüpfen - kontinuierliche Replikation nur 5'->3' möglich durchlaufende Replikation →→ Leitstrang - Andere Seite (Folgestrang): Nukleotide liegen ,,falschherum“ → kleines DNA Bruchstück (Okazaki- Fragmente) wird in 5' zu 3¹ ( 3¹ <-5') repliziert (von der Replikationsgabel weg) / in Gegenrichtung der Helicase synthetisiert → Ligase verknüpft Okazaki-Fragmente zu einem geschlossenen DNA Strang diskontinuierliche Replikation Diesen Strang nennt man Leitstrang Diesen Strang nennt man Folgestrang mRNA o o o o o o o o o o o o o a Okazaki Fragmente Gen 29938ggggg PROTEINBIOSYNTHESE Ligase Transkription (DNA-Abschnitt) Nur einsträngig ! Viel kürzer als DNA DNA-Polymerase mRNA Translation Kopie des gentragenden DNA-Bereichs, dient als Vorlage für die Proteinbiosynthese. Protein (Enzym) tRNA DNA-Polymerase Helicase Wirkung Merkmal Zelle benötigt ein bestimmtes Protein- Ablesen eines bestimmten DNA Abschnittes & Umsetzung dieses → Information welche für Herstellung des Proteins wichtig ist An das 3'-Ende kann eine spezifische Aminosäure gebunden sein. Das sogenannte "Anticodon"- Triplett bindet sich komplementär an das "Codon"- Triplett der mRNA. rRNA (im Ribosom) "Vermittler" zwischen mRNA und tRNA. Sorgt für geordnete Anlagerungen der tRNAs und überträgt die vorhandene Peptidkette auf die neu ankommende Aminosäure.