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Molekularbiologie: Untersuchung von DNA und Aminosäuren - Einfach Erklärt

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Jula

27.11.2022

Biologie

molekularbiologische Untersuchungen der Verwandtschaftsbeziehungen

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Molekularbiologie: Untersuchung von DNA und Aminosäuren - Einfach Erklärt

Die molekularbiologischen Methoden zur Verwandtschaftsbestimmung zwischen verschiedenen Arten werden detailliert analysiert und verglichen. Der Fokus liegt auf dem Serum-Präzipitin-Test, der DNA-Hybridisierung und der Aminosäuresequenzanalyse. Diese Methoden ermöglichen eine präzise Bestimmung evolutionärer Verwandtschaftsbeziehungen.

Hauptpunkte:

  • Der Serum-Präzipitin-Test nutzt immunologische Reaktionen zur Verwandtschaftsbestimmung
  • Die DNA-Hybridisierung vergleicht genetische Ähnlichkeiten zwischen Arten
  • Die Aminosäuresequenzanalyse ermöglicht einen direkten Vergleich von Proteinen
  • DNA-Sequenzierung nach Sanger erlaubt die genaue Bestimmung der Nukleotidabfolge
...

27.11.2022

8304

Evolution II Molekularbiol. Forschung Sek. II Arbeitsblatt 1 zu 1: Kaninchen- Serum Nachdem dem Kaninchen Blutsevum entnommen Intensität zu

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Quantitative Auswertung des Serum-Präzipitin-Tests

Die Ergebnisse des Serum-Präzipitin-Tests lassen sich quantitativ als Ausfällungsgrade darstellen:

  • Mensch: 100%
  • Schimpanse: 93%
  • Gorilla: 83%
  • Orang-Utan: 64%
  • Rind: 22%
  • Pferd: 2%
  • Huhn: 0%

Diese Werte zeigen die abnehmende Verwandtschaft verschiedener Arten zum Menschen.

Example: Der hohe Ausfällungsgrad von 93% beim Schimpansen deutet auf eine sehr enge Verwandtschaft zum Menschen hin.

Erwartete Ergebnisse bei Variation des Versuchs:

  1. Bei Injektion von Menschenserum in ein Pferd statt Kaninchen: Das Ergebnis sollte ähnlich sein, da auch Pferde Antikörper gegen die menschlichen Antigene bilden würden.
  2. Bei Test mit Eselserum: Der Niederschlag sollte ähnlich gering wie beim Pferd ca.2ca. 2% sein.
  3. Bei Test mit Kreuzotterserum: Der Niederschlag sollte sehr gering sein, da Säugetiere und Reptilien genetisch relativ unähnlich sind.

Highlight: Die molekulare Verwandtschaft spiegelt sich in der Intensität der Präzipitation wider.

Evolution II Molekularbiol. Forschung Sek. II Arbeitsblatt 1 zu 1: Kaninchen- Serum Nachdem dem Kaninchen Blutsevum entnommen Intensität zu

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Aminosäuresequenzierung - Der Edman-Abbau

Der Edman-Abbau ist eine wichtige Methode zur Analyse von Sequenzen von Aminosäuren. Der Prozess läuft in mehreren Schritten ab:

  1. Phenylisothiocyanat PTHPTH nähert sich der endständigen Aminogruppe der ersten Aminosäure des Peptids.
  2. Das N-Atom des PTH reagiert mit dem Carboxy-C der ersten Aminosäure, was zu einem Ringschluss und zur Abspaltung der ersten Aminosäure führt.
  3. Das H-Atom wird auf die Aminogruppe der zweiten Aminosäure übertragen.
  4. Zwischen dem C-Atom des PTHs und dem N-Atom der Aminogruppe wird eine Bindung ausgebildet.
  5. Da jede Aminosäure einen unterschiedlichen Rest R besitzt, bilden sich unterschiedliche Ringmoleküle, die chromatografisch aufgetrennt werden können.
  6. Der Prozess wiederholt sich mit der nun endständigen zweiten Aminosäure.

Definition: Der Edman-Abbau ist eine Methode zur schrittweisen Bestimmung der Aminosäuresequenz eines Proteins vom N-Terminus her.

Vocabulary: PTH steht für Phenylisothiocyanat, das Reagenz, das die Abspaltung der Aminosäuren ermöglicht.

Evolution II Molekularbiol. Forschung Sek. II Arbeitsblatt 1 zu 1: Kaninchen- Serum Nachdem dem Kaninchen Blutsevum entnommen Intensität zu

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Aminosäuresequenz-Vergleich am Beispiel von Cytochrom c

Der Vergleich von Aminosäuresequenzen, hier am Beispiel des Enzyms Cytochrom c, ist eine moderne Methode der Verwandtschaftsbestimmung in der Molekularbiologie.

Cytochrom c ist ein wichtiges Enzym der Atmungskette ZellatmungZellatmung und eignet sich gut für Verwandtschaftsanalysen, da es bei allen Arten vorkommt.

Bei der Analyse werden die Aminosäuresequenzen verschiedener Arten hier:Mensch,Rhesusaffe,Pferd,Rindhier: Mensch, Rhesusaffe, Pferd, Rind verglichen und Unterschiede markiert.

Example: An Position 11 hat der Mensch die Aminosäure Isoleucin II, während das Pferd hier Valin VV aufweist.

Die Auswertung der Unterschiede ermöglicht Rückschlüsse auf die Verwandtschaftsverhältnisse:

  • Rhesusaffe: Sehr ähnliche Sequenz zum Menschen
  • Pferd und Rind: Mehr Unterschiede, aber untereinander ähnlicher

Diese Ergebnisse stimmen mit denen des Präzipitin-Tests überein und bestätigen die Verwandtschaftsverhältnisse.

Highlight: Die Verteilung der Mutationen über die Sequenz ist nicht zufällig. Manche Positionen sind stärker konserviert als andere, was auf ihre funktionelle Bedeutung für das Enzym hindeutet.

Vocabulary: Konservierte Bereiche sind Abschnitte einer Aminosäuresequenz, die im Laufe der Evolution wenig Veränderungen erfahren haben, da sie für die Funktion des Proteins besonders wichtig sind.

TCAGCTGTACG

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Aminosäuresequenz-Vergleich am Beispiel von Cytochrom c

Die Seite behandelt den Vergleich von Aminosäuresequenzen am Beispiel des Proteins Cytochrom c.

Definition: Cytochrom c ist ein Enzym der Atmungskette, das in der Zellatmung eine wichtige Rolle spielt.

Highlight: Die Unterschiede in den Aminosäuresequenzen verschiedener Arten geben Aufschluss über deren evolutionäre Verwandtschaft.

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DNA-Hybridisierung

Diese Seite erklärt das Prinzip der DNA-Hybridisierung.

Definition: Die DNA-Hybridisierung ist eine Methode zum Vergleich der genetischen Ähnlichkeit zwischen verschiedenen Arten.

Highlight: Die Schmelztemperatur der DNA-Doppelstränge gibt Aufschluss über den Grad der Übereinstimmung.

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DNA-Sequenzierung nach Sanger

Die Seite erläutert das Ketten-Abbruch-Verfahren nach Sanger zur DNA-Sequenzierung.

Vocabulary: Abbruch-Nukleotide ddNTPsddNTPs - Modifizierte Nukleotide, die zum Kettenabbruch führen.

Highlight: Die Methode ermöglicht die exakte Bestimmung der Nukleotidabfolge in DNA-Molekülen.

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DNA-Sequenzvergleich am Beispiel von Cytochrom c

Der Vergleich von DNA-Sequenzen wird am Beispiel des Cytochrom c-Gens demonstriert.

Highlight: Die DNA-Sequenzanalyse ermöglicht den direktesten Verwandtschaftsvergleich.

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27. Nov. 2022

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Molekularbiologie: Untersuchung von DNA und Aminosäuren - Einfach Erklärt

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Jula

@jujula_

Die molekularbiologischen Methoden zur Verwandtschaftsbestimmung zwischen verschiedenen Arten werden detailliert analysiert und verglichen. Der Fokus liegt auf dem Serum-Präzipitin-Test, der DNA-Hybridisierung und der Aminosäuresequenzanalyse. Diese Methoden ermöglichen eine präzise Bestimmung evolutionärer Verwandtschaftsbeziehungen.

Hauptpunkte:

  • Der Serum-Präzipitin-Test nutzt immunologische Reaktionen... Mehr anzeigen

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Quantitative Auswertung des Serum-Präzipitin-Tests

Die Ergebnisse des Serum-Präzipitin-Tests lassen sich quantitativ als Ausfällungsgrade darstellen:

  • Mensch: 100%
  • Schimpanse: 93%
  • Gorilla: 83%
  • Orang-Utan: 64%
  • Rind: 22%
  • Pferd: 2%
  • Huhn: 0%

Diese Werte zeigen die abnehmende Verwandtschaft verschiedener Arten zum Menschen.

Example: Der hohe Ausfällungsgrad von 93% beim Schimpansen deutet auf eine sehr enge Verwandtschaft zum Menschen hin.

Erwartete Ergebnisse bei Variation des Versuchs:

  1. Bei Injektion von Menschenserum in ein Pferd statt Kaninchen: Das Ergebnis sollte ähnlich sein, da auch Pferde Antikörper gegen die menschlichen Antigene bilden würden.
  2. Bei Test mit Eselserum: Der Niederschlag sollte ähnlich gering wie beim Pferd ca.2ca. 2% sein.
  3. Bei Test mit Kreuzotterserum: Der Niederschlag sollte sehr gering sein, da Säugetiere und Reptilien genetisch relativ unähnlich sind.

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  3. Das H-Atom wird auf die Aminogruppe der zweiten Aminosäure übertragen.
  4. Zwischen dem C-Atom des PTHs und dem N-Atom der Aminogruppe wird eine Bindung ausgebildet.
  5. Da jede Aminosäure einen unterschiedlichen Rest R besitzt, bilden sich unterschiedliche Ringmoleküle, die chromatografisch aufgetrennt werden können.
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Definition: Der Edman-Abbau ist eine Methode zur schrittweisen Bestimmung der Aminosäuresequenz eines Proteins vom N-Terminus her.

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Cytochrom c ist ein wichtiges Enzym der Atmungskette ZellatmungZellatmung und eignet sich gut für Verwandtschaftsanalysen, da es bei allen Arten vorkommt.

Bei der Analyse werden die Aminosäuresequenzen verschiedener Arten hier:Mensch,Rhesusaffe,Pferd,Rindhier: Mensch, Rhesusaffe, Pferd, Rind verglichen und Unterschiede markiert.

Example: An Position 11 hat der Mensch die Aminosäure Isoleucin II, während das Pferd hier Valin VV aufweist.

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  • Rhesusaffe: Sehr ähnliche Sequenz zum Menschen
  • Pferd und Rind: Mehr Unterschiede, aber untereinander ähnlicher

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Der Serum-Präzipitin-Test

Der Serum-Präzipitin-Test ist eine frühe Methode der Verwandtschaftsbestimmung in der Molekularbiologie. Der Prozess läuft in mehreren Schritten ab:

  1. Einem Kaninchen wird menschliches Blutserum mit artspezifischen Proteinen injiziert.
  2. Das Kaninchen bildet Antikörper Pra¨zipitinePräzipitine gegen die Humanproteine.
  3. Das Kaninchenserum mit den Antikörpern wird mit Serum einer anderen Art z.B.Schimpansez.B. Schimpanse gemischt.
  4. Es bildet sich ein Niederschlag, dessen Intensität Rückschlüsse auf die Verwandtschaft zulässt.

Highlight: Je stärker der Niederschlag, desto enger die Verwandtschaft zwischen den Arten.

Vorteile des Verfahrens:

  • Relativ einfacher Verwandtschaftstest
  • Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt

Nachteile:

  • Liefert nur Informationen über allgemeine Artverwandtschaft
  • Relativ ungenaues Verfahren
  • Zeitaufwändig

Vocabulary: Präzipitine sind Antikörper, die zur Ausfällung Pra¨zipitationPräzipitation von gelösten Antigenen führen.

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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

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

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

Android user

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

Android user

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

Android user

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

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

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

Android user

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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