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Lernzettel Proteinbiosynthese, Genregulation und Grundlagen Epigenetik

Lernzettel Proteinbiosynthese, Genregulation und Grundlagen Epigenetik

 Biologie Leistungskurs Q1 Klausur 2 – Lernzettel
Inhalt
Die Entwicklung des Genbegriffs.
Der Aufbau von DNA und RNA....
Die Funktion der ve

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Biologie Leistungskurs Q1 Klausur 2 – Lernzettel Inhalt Die Entwicklung des Genbegriffs. Der Aufbau von DNA und RNA.... Die Funktion der verschiedenen RNA-Typen.. Die Transkription Die Translation 2 3 4 5 6 7 8 9 Entschlüsselung und Eigenschaften des genetischen Codes............ Genmutation Typen und Konsequenzen.. Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten im Vergleich ...... mRNA-Prozessierung (Spleißen, alternatives Spleißen, posttranslationale Modifikation) .. 10 Genregulation Prokaryoten - Substratinduktion....... Genregulation Prokaryoten - Endproduktrepression Genregulation Prokaryoten - Positive Genregulation. Genregulation Eukaryoten Epigenetische Regulation 11 12 13 14 15 1 Die Entwicklung des Genbegriffs Es wird davon ausgegangen, dass jedes Gen exakt ein Polypeptid codiert So wird hier ein Gen definiert als bestimmte DNA-Sequenz, welche für ein bestimmtes Polypeptid codiert Diese Hypothese wird mithilfe eines Experiments an Bakterien überprüft Es gibt ein Wildtyp und 3 Mangelmutanten eines Bakterienstamms Die 3 Mangelmutanten haben jeweils eine Mutation an verschiedenen Stellen Die Bakterienstämme werden jeweils auf einen minimal Nährboden mit destilliertem Wasser oder Arginin oder Citrulin oder Ornithin gesetzt Stoffwechselweg: Vorstufe -> Ormithin -> Citrulin -> Arginin (Pfeil stellt jeweils anderes Enzym dar) Je nach Bakterienstamm und Nährboden war es unterschiedlich, ob die Synthese zu Arginin stattfinden konnte Dadurch konnte darauf geschlossen werden, dass je nach Mutation ein anderes Enzym betroffen also defekt war Also wurde bestätigt, dass ein Gen exakt ein Enzym (Also Polypeptid) codiert - Heutzutage ist allerdings klar: Dass auch mehrere nicht direkt nebeneinander liegende DNA-Abschnitte für den Bau eines Proteins nötig sein können Dass dasselbe Gen Informationen für mehrere Proteine haben kann (Alternatives Spleißen) Definition heute:...

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Ein Gen ist ein DNA-Abschnitt, der für eine RNA codiert! 2 Der Aufbau von DNA und RNA DNA (Desoxyribonucleinsäure) Doppelstrang Verwunden in Form der Doppelhelix Proteine wie Histone wickeln die DNA um sich auf und machen sie Kompakt Langlebig Aufbau der Nukleotide Basen Adenin Tymin Cytosin Guanin DNA-Rückrad Basenpaare Phosphatgruppe Zucker in Form von Desoxyribose Adenin komplementär zu Tymin Cytosin komplementär zu Guanin Basenpaare sind mittels Wasserstoffbrücke verbunden RNA (Ribonukleinsäure) Einzelstrang Statt der Base Tymin ist Ura anzutreffen Also: Adenin ist komplementär zu Uracil Zucker ist in Form von Ribose Kurzlebig Kann sich auch zu einer komplexen dreidimensionalen Struktur falten, so wie z. B. die r-RNA also die Ribosomale RNA aus welcher die Ribosomen bestehen 3 Die Funktion der verschiedenen RNA-Typen Messenger-RNA (m-RNA) Geht aus der Transkription hervor, wird von RNA-Polymerase synthetisiert. Stellt den Boten der genetischen Information dar, indem sie diese von der DNA zu den Ribosomen bringt. Ribosomale-RNA (r-RNA) Bildet die Grundstruktur der Ribosomen, also der Ober- und Untereinheit. Transfer-RNA (t-RNA) Aminosäuren befinden sich an ihr und sie bringt diese zu den Ribosomen. Beladung passiert mittels hochspezifischer Enzyme, die Aminoacyl-t-RNA- Synthetasen - Diese binden zunächst die passende Aminosäure Anschließend kann die zugehörige t-RNA mit dem passenden Anticodon an das Enzym binden Beide werden verknüpft und danach wieder freigesetzt Sie besitzt das Anticodon in Form eines Basentripletts, welches für die Translation wichtig ist. Sie stellt also ein Adapter zwischen m-RNA und Aminosäure dar. Sieht aus wie ein T, da die Basen der RNA so sind, dass sie teilweise komplementär zueinander sind und dadurch die T-Struktur entsteht 4 Die Transkription Initiation: Die RNA-Polymerase erkennt eine spezifische Basensequenz eines Gens, den Promotor. Die RNA-Polymerase bindet an dem Promotor, er reguliert die Transkription (Transkriptionsfaktoren) Promotor bestimmt auch, wo die Transkription beginnt und welcher DNA-Strang von der RNA-Polymerase abgelesen wird Elongation: Die DNA wird von der RNA-Polymerase ab einer bestimmten Basensequenz (dem Startsignal) blasenartig geöffnet, die Wasserstoffbrücken werden getrennt und die Doppelhelix wird entwunden. Die Größe dieser Öffnung beträgt nur einige Nukleotide, danach schließt sich die DNA wieder und windet sich wieder zur Doppelhelix. Die RNA-Polymerase liest den codogenen Strang in 3¹ -> 5¹ Richtung ab. Die RNA-Polymerase synthetisiert komplementär zum codogenen Strang die mRNA, also in 5' -> 3' Richtung. Dabei fügt sie den komplementären Nukleotiden immer am 3¹ Ende der mRNA an. Besonderheit: Auf der mRNA wird statt Tymin Uracil angefügt! Termination: Ein Stoppsignal auch Stoppsequenz oder Terminator auf der DNA beendet schließlich den Transkriptionsprozess, der DNA-Abschnitt schließt sich wieder und der mRNA-Strang löst sich. Infos: Auch die t-RNA und rRNA (RNA der Ribosomen) entsteht durch die Transkription. Begriffe Codogener Strang: Die Information eines Gens ist lediglich in einem der beiden Doppelstränge erhalten, diesen nennt man codogener Strang oder Matrizenstrang 5

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