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28.2.2022
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Mutationen Inhaltsverzeichnis Definition von Mutation ▶ Was ist eine Mutation ► Ursache einer Mutation Vererbte Mutationen Mutationsarten ▶ Genmutation ▶ Chromosomenmutation (Karyogramm) ▶ Genommutation Mutation Auswirkung ▶ Mutationen als Evolutionsfaktor ▸ Zusammenfassung Definition von Mutation Eine Mutation (lat. mutare = ändern/verändern) ist eine spontan entstehende, dauerhafte Veränder- ung des genetischen Materials einer Zelle. ▶ Gelangt ein Organismus durch eine Mutation zu einem neuen Merkmal, handelt es sich um einen Mutant oder um eine Mutante. Was sind Mutationen? Eine dauerhafte Veränderung des Erbgutes in einer Zelle oder eines Organismus ► Bei Beschädigung der Erbinformation kann es zu schwerwiegenden Folgen für den Organismus kommen ▸ Es gibt zwei Arten von Mutationen: Spontane Mutation Induzierte Mutation Ursachen einer Mutation ► Spontane Mutation: ► Mutationen die ohne besondere Ursachen auftreten ► Während der DNA Replikation kann die Polymerase falsche Nukleotide einsetzten Non-disjunction: Fehlerhafte Aufteilung der Chromosomen, während der Meiose ▶ Induzierte Mutation: Mutagene sorgen von außerhalb der Zelle für Mutationen ► Beispiel: energiereiche Strahlung, chemische Verbindungen, spezielle Viren Vererbte Mutationen ► Somatische Mutation: Mutation wird während der Mitose an Tochterzelle weiter gegeben An geschlechtlich gezeugte Nachkommen wird diese Mutation nicht weiter gegeben ▶ Keimbahnmutation: ▶ Mutation findet in einer Keimzelle statt (Spermium, Eizelle) Diese Mutation kann während einer fehlerhaften Meiose auftreten und bei der Befruchtung an den neuen Organismus weitergegeben werden Somatische Mutation und Keimbahnmutation Körperzellenmutation Somatische Mutation Keimzellen der Eltern Embryo Organismus keine Vererbung an Nachkommen Keimzellenmutation Vererbung an Nachkommen Mutation Mutationsarten Genommutation Änderung der Chromo- somen- anzahl Chromosomen- mutation Veränderung der Struktur eines Chromosoms Genmutation Veränderung einzelner Gene Genmutation ▶ Genmutation betrifft Änderungen des Erbguts in einem Gen ▶ Dabei können Basen/Basenpaare substituiert, deletiert oder insertiert werden Eine...
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einzelne Base wird verändert: Punktmutation Die Sequenz der Basen wird verändert, was Folgen für die Proteinproduktion hat Entweder missense Mutation oder nonsense Mutation ▶ Beispiel für Genmutation: Erkrankung Sichelzellenanämie Karyogramm Geordnete Darstellung des Chromosomensatzes Geordnet wird dabei nach morphologischen Gesichtspunkten wie: Größe Zentromerlage Bandenmuster Autosomen 11 11 1 2 3 4 5 J K K N R X I 6 7 8 9 10 11 12 11 J) 15 K 15 16 17 18 XGonosomen }} 13 Karyogramm 11 19 58 14 X( 20 11 }} 21 22 XX XD X 2 }( 11 (7) 6 7 13 14 19 8 15 20 9 (1 10 16 21 21 12 4 5 >> X 11 17 22 12 18 X/Y Chromosomenmutation Veränderung der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen ► Genetische Informationen werden dabei im großen Umfang auseinander ,,gerissen“ und/oder umgruppiert Beispiel für Chromosomenmutation: Erkrankung Katzenschrei Syndrom Deletion Bruchstelle - homologes Chromosomenpaar Deletion Ringchromosom - 10 Ringchromosom homologes Chromosomenpaar A amuouu F A nuou U. B D E F Duplikation homologes Chromosomenpaar A ABEF E F ABCDCDEF D Deletion Duplikation Insertion zwei homologe Chromosomenpaare Insertion A B Inversion homologes Chromosomenpaar B A Inversion Reziproke Translokation zwei homologe Chromosomenpaare reziproke Translokation Isochromosom Zentromer XX-X-X Chromosom Längsteilung (Normalfall) Querteilung (zwei Isochromosome) Genommutation Die Chromosomenzahl pro Zelle bzw. Organismus liegt verändert vor ► Liegt der komplette Chromosomensatz vervielfacht vor, spricht man von einer Polyploidie Fehlen hingegen einzelne Chromosomen oder sind zusätzlich vorhanden, bezeichnet man die Genommutation als Aneuploidie ► Beidpiel für eine Genommutation: Erkrankung Trisomie 21 (Down Syndrom) Auswirkungen von Mutationen Mutationen lassen sich auch nach ihren jeweiligen Folgen für den Organismus unterteilen ▸ Manche Mutationen wirken sich auf die Struktur und Funktion von Proteinen aus Damit wird auch das äußere Erscheinungsbild (Phänotyp ) des betroffenen Organismus beeinflusst Stumme Mutation: kein Einfluss auf Proteinstruktur ► Neutrale Mutation: sorgt für eine andere Aminosäuren Abfolge, hat allerdings keinen Einfluss auf die Funktion des Proteins ► Funktionsverlust Mutation: es entsteht ein Funktionsloses Genprodukt, ein Enzym kann seine Aktivitäten beispielsweise nicht mehr ausüben Funktionsgewinnmutation: das hergestellte Protein besitzt eine erweiterte Funktion ► Konditionale Mutation: sorgt für einen veränderten Phänotypen unter bestimmten Bedingungen, zum Beispiel: Temperatur ► Letale Mutation: Es handelt sich um eine Mutation, die immer zum Tod des betroffenen Organismus führt. Eine Polyploidie zum Beispiel ist bei uns Menschen immer tödlich. Mutation als Evolutionsfaktor ► Beitragen von Artenvielfalt ▸ Änderung im Erbgut kann positive Auswirkungen auf Organismus haben ► Natürliche Selektion: Mutation setzt sich in ihrer Art durch Beispiel: Menschen mit Sichelzellanämie haben durch ihre Mutation einen Malariaschutz Zusammenfassung ▸ Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung des Erbguts ► Mutationsarten: Genmutation, Chromosomenmutation, Genommutation ▶ Auslöser: Spontan (z.B. während der DNA Replikation oder Meiose) oder induziert (durch Mutagene Vererbung: Somatische Mutation (auf Körperzellen beschränkt), Keimbahnmutationen (wird an Nachkommen weitervererbt) Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit Habt ihr Fragen? ► Quellen: https://de.serlo.org/biologie/70862/k aryogramm-chromosomen-ordnen https://www.t- online.de/nachrichten/wissen/id_593 10678/genforschung-junk-dna- verraet-geheimnisse-ueber-toedliche- krankheiten.html ► https://studieflix.de/biologie/mutation -2582