Molekulare Genetik/Gentechnik

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korrigiert werden. 414P Transkription: Die RNA-Polymerase arbeitet nur von 5'nach 3', d.h. sie kann nur am 3'Ende ein neues Nucleotid anbauen. Damit wird automatisch der 5 nach 3'Strang abgelesen, der so genannte codogene Strang. Die t- RNA transportiert Aminosäuren aus dem Cytoplasma zu den Ribosomen. An den Ribosomen ist die t-RNA somit das Bindeglied zwischen der DNA-Sequenz und der AS- Sequenz. Die Beladung der t-RNA mit der Aminosäure ist ohne ATP möglich, weil die Aminosäure nach dem Schlüssel Schloss Prinzip an die Aminoacyl-t-RNA Synthetase bindet. Der genetische Code ist redundant, d.h. es gibt für eine Aminosäure mehrere Tripletts. 4.2 richtig V Bio 3std. HJ2/24.06.2020 falsch Erster Satz passt. Damit wird automatisch der 3' nach 5' genannte strang abgelesen, der so codogene strang. An den Ribosomer ist die t-RNA das Bindeglied zwischen der m-RNA-Sequent und der AS-Sequenz Alljährlich sterben Menschen nach dem Verzehr von Grünen Knollenblätterpilzen. Amatoxin ist das tödliche Gift dieses Pilzes. Es hemmt die Bildung der RNA-Polymerase. Die Aminosause bindet zwar nach dem Schlüssel Schloss Prinzip an die Aminoacyl-t-RNA-Synthetase, doch für eine Birzching mit der t-RNA wird ATP benötigt. 421 Beschreibe die Wirkung des Giftes direkt in der Zelle. 2/2P Wenn durch das Gift die FNA-Folymerase nicht mehr & gebildet wird, kann die Transkription -Polymerase dort nicht mehr stattfinden, da die RNA-1 die Nucleotide zu Somit findet keine Protein biosynthese mehr statt einer M-RNA verbindet. 1 2 Ţ ^ 1 ^ 1 020 pactine Kosanke/Trik Bio 3std. 4.2/2 Beschreibe eine mögliche Folge, die daraus für den Organismus resultiert (konkretes Beispiel). Alkohol A/1P Die Zelle benötigt für den Abbau vor fetucose ein Gozyn, welches Der Organismus bricht Alkohol zusammen, der Mensch stirbt. A3 Das Antibiotikum Puromycin wird statt der tRNA an Ribosomen in der Bakterienzelle angelagert. Erkläre die Folgen, die das für die Bakterienzelle hat. /2P Das Antibiotikum blockiert die nicht mehr gebildet werden kann. an einer überdosis von Ribosomen, dadurch können keine. Aminosäuren меня чи ketten/Proteines. Aufgabe 5 HJ2/24.06.2020 zusamm Bosypeptid mmengefügt werden (Translation findet nicht mehr statt). Ohne Proteinze ok, gute Idler дик lola stirbt das Bakterium ab 2695 weil Stoffwechselwege nicht meh junkt. Die DNA besteht aus zwei Polynukleotidsträngen, die sich spiralig umeinander winden. Die genetische Information ist durch die Abfolge der Basen in der DNA festgelegt. Im Schema ist die Basenfolge eines Ausschnitts aus dem Polynukleotidstrang einer DNA angegeben. Die Positionen der einzelnen Basen sind mit Ziffern gekennzeichnet. CA C/G T A/T G A/A C A/T C G/A G C/A A TG C G/A CT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Stelle die Aminosäuresequenz dar, die durch diesen DNA-Ausschnitt codiert wird. Die Code Sonne wird dir vorgegeben. Beachte die dazugehörige Legende und lese sie genau. Für die komplette Punktzahl muss neben der AS- Sequenz auch die dazugehörige m-RNA dargestellt sein. 2/2P M-RNAS GUG | CAU|ACU|UGU | AGC/UCG/UUA/CGC JUGA 3'1 Seltenes As-sequenz: Salerno Cordon | Histidin (Threonin (Cystein) Serin (Serin | Leucin (Arginin/ 1 Ketten- ende 3 Kosanke/Trik .05 Punkty MTRNA: UGU → UGA mutation 0,5 52 Erläutere die Folge, die für die Polypeptid-Synthese eintreten würde, wenn die Base ,,A" an der mit 12 bezeichneten Position durch die Base ,,T" ersetzt würde. Benenne den Mutationstyp. 2/2P ONA: ACA -ACT AS- Cysteinz-> Kettenende!! Nonsense-Mutation? die m-RNA wird früher abgebrochen, somit kann auch nicht das gesamtex 6 $3 Erläutere, ob und evtl. welche Auswirkungen für die Polypeptid-Synthese auftreten, wenn die Base ,,A" an der mit 12 bezeichneten Position durch die Base ,,G" ersetzt würde. Nenne den Mutationstyp. stumme Mutation is wird die weshalb es gleiche As codiert 1 keine Folgen für die Polypeptio- Synthese gibt. ONA ACA ACG 5 MRNA: UGK-> Und As: Cys-> Cys 0,5 Punktmutation Bio 3std. HJ2/24.06.2020 0,5 54 Erläutere die Folgen, wenn ,,G" an der mit 17 bezeichneten Position fehlen würde. Nenne den Mutationstyp. 0.5 Raster mutation : Decation FS 1,5 /2P Das Leseraster würde sich verschieben, wodnich wridere AS gebildet werden 0,5 würdes. Ane Datdurch könnte es 0,5 2/2P Denature des Endprodukts and Funktions- verlust kommen. 10 queline Kosanke/Trik Val Arg Ala Ser Lys Asp د ASN GCAG UC AG UCAG UC AGUCAGUC Glu U Aminosäuren: Ala = Alanin Arg = Arginin ASN = Asparagin Asp Asparaginsäure Cys= Cystein Gln Glutamin Glutaminsäure Glu Aufgabe 6 с G Thr Gly A A 15 C OFCU GACUGAC * Phe Leu * Ser U GU U 62 Benenne die Nummerierungen. 1. Prito Promotor 2. Operator 3. RNA-Polymerase 4 Su AC lle Bio 3std. G Arg с Gly = Glycin His = Histidin Ile Isoleucin Leu = Leucin Lys = Lysin Met Methionin Phe = Phenylalanin CP A G с GGA CUGACE GIN 4-Kettenende G-Kettenende U Cys A Kettenende G Trp U His = Zweimal auftretende Aminosäure = Stopp-Codon = Start-Codon, das am Anfang der Translation stehend stets das Start-Methionin einbaut. Das Start-Methionin wird nach Ablösung der Polypeptidkette von der mRNA wieder abgetrennt. Wenn diese Codons in der Mitte der mRNA stehen, wird die in der Code-Sonne angegebene Aminosäure eingebaut (D = seltenes Start-Codon). Pro Leu Pro Prolin Ser = Serin Thr Threonin Trp = Tryptophan Tyr Tyrosin Val = Valin Operator Gene müssen gezielt an und aus geschaltet werden, um Ressourcen und Energie zu sparen. In der Abbildung ist ein möglicher Mechanismus zur Genregulation bei Prokaryoten dargestellt. In der Abbildung befinden sich zudem Nummerierungen. HJ2/24.06.2020 61 Gebe an, ob es sich um eine Substratinduktion oder Endproduktrepression handelt. Begründe deine Entscheidung kurz. 1,5/2P Es handelt sich um substratinduktion, da der Repressor ғи ведтвор aktiv ist (in der Abb.) 0,5 .ug 1,5/1,5P 5 Kosanke/Trik DNA 6.3 Zum vollständigen Verständnis muss die Abbildung auf der rechten Seite weitergehen. Gebe an, was auf der rechten Seite des DNA-Stranges noch fehlt. 2,5/0,5P Die Stru culturgene. mRNA Protein Regulatorgen aktiver Repressor Bio 3std. kosa 2 27,5 129 HJ2/24.06.2020 ü queline Kosanke/Trik Bio 3std. Teil II: Gentechnik-Trik HJ2/24.06.2020 Aufgabe 1 Grüne Gentechnik Besonders in Bergbauregionen sind schwermetallbelastete Böden ein zunehmendes Problem. Bäume könnten zur pflanzlichen Sanierung von Böden eingesetzt werden, die mit Schwermetallen belastet sind. Man hat transgene Pappeln erzeugt, die ein Gen aufweisen, das zu einer erhöhten Produktion des Tripeptids Glutathion in den Pflanzen führt. Diese Pflanzen nehmen mehr Schwermetall-lonen aus dem Boden auf und speichern sie in den Blättern, ohne Schaden zu nehmen. schädliche Gene aus geschnitten 4 1 Nenne eine gentechnische Methode, wie die transgene Pappeln erzeugt werden können. Trao Geotransformation ✓ A/1P 12 Beschreibe diese Methode mithilfe eines Ablaufschemas. 2/4P 3, SP Aus schoolige Tumoring Vektor z. B. Bakterium Visusun werden gear Descher As dem Aycobakterium the fans ausgeschrittted Gen für erhöhte Produktion des Tripeptids "Galutathion eingefügt 4 Зактеліни і Der Virus wird der Pflanze injeziert. das Genom Die elle DNA) der Pflanzenzelle Engebautit -> Gentransformation 4 - Jetzt srd cks Fremd- die Pflanze kann nun Glutathin gen in DUA synthetisieren DNA wird flie -D Regeneration XErkläre die Wirkungsweise des Totalherbizids Glyphosat. Glyphosat tötet nicht set. Glyphosat dringt an Schriftstellen to die Pflanze en, dort Cualsatcollierta Te Zelltei lager) terbes EPSP hemmt es die Protein biosynthese von ESPS, wodurch die Pflanze absticht, it eingebaut 42P 1.SP Zelt wuchenager 7 Kosanke/Trik schlecht für das -Ökosystem. das Bio 3std. Eine gentechnisch veränderte Maissorte enthält ein Fremdgen, das die Pflanze resistent gegen Antrazin macht. Antrazin ist, neben Glyphosat, ein weiteres Totalherbizid - ein Mittel, dass alle Pflanzen vollständig vernichtet. HJ2/24.06.2020 31 Erläutere die Vorteile, die man sich verspricht, wenn man die gentechnisch veränderte Maissorte anbaut. 2/2P Dadurch ist es möglich Antrazin einzusetzen," um alle anderen Upflanzen zu (kokräuter) zu töten, erhöht man die Somit externt man mehr Produktion von dem Mais. ✓ 32 Gebe zwei Nachteile/Risiken an, die sich durch die gentechnisch veränderte Maissorte 2/2P ergeben könnten. Zum werden einen sind die Landwirte damit abhängig von Großkonzercien. Zum anderen = wird die Warscheinlichkeit bei einer dass andere Pflanzen auch eine weitflächigen Nutzung nökes, Transkriphon Replikation entsteht Resistenz durch Mutation gegen Antrazin entwickels, welche sich Dank der Evolution durchsetzen würde. Außerdem sind Horskutt. Anbauflächen nur Nenne und erläutere das gentechnische Verfahren, mit welchem die Anti-Matsch-To hergestellt wird. Antisense- Technik & aus Mais € 115/2P 3P verrotting), NA ? in die Es wird die von dem Gen, welches zum Abbau der der Zellwand fühst (_> *Verr eine künstliche NA hergestellt Tand mitin dem Agro bakterium tumefaciens kombiniert. eingefügt) Durch dieses gelangt die mus NA Stelle. Die RNA hybrindisiert (wird zu einem Doppelstrang). Bei der Franskription eine normales M-RNA. #4-Strong und ein sionwidriger Strang (ontisense), wodurch es Translation kommen kann, -Verrothingsproxen wid kinanzeiger nicht Zus 8 queline Kosanke/Trik Rote Gentechnik Bio 3std. HJ2/24.06.2020 CRISPR/Cas-System 51 Nenne die Komponenten des CRISPR/Cas-Systems und erkläre deren jeweilige Funktion. M-RNA ans CRISPR: der 2/3P prokariotischen Zelle verschiedene Gene DNA брисегател in welchen (ale A) Lieden. Repeats: kurte sich windellence JNA-Sequenzer im Bakterien com Cas Restriktionsenzym (Endonuklease) 4 CRISPR führt & vicale DNA ab, wenn sie komplementas ist # wird der Vorgang abgehalten. Cas schneidet dann die DNA an bestimmtes * Stellen 4-> Ausbreitung des Virus wird verlangsamt. 5.2 CRISPR/Cas ermöglicht erstmals eine gezielte Anwendung der Gentherapie. Erläutere. S/1,5P of Durch CRISPR/Cas kann die DNA erstmals an gezielten Steller werden. Dadurch können Gene arg eingefügt ausgeschritter oder stillgelegt werden geschnitten 13/A,SP gut! 9