Mutationen einfach erklärt: Beispiele und Übungen mit Lösungen

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Alina

10.3.2021

Biologie

Proteinbiosynthese und Mutationen

Fächer

Biologie

Genetik

Mutationen

Punktmutation

Mutationen einfach erklärt: Beispiele und Übungen mit Lösungen

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Proteinbiosynthese und genetische Mutationen sind komplexe Prozesse, die für die Entwicklung und Funktion von Organismen entscheidend sind. Die Auswirkungen von Mutationen auf Aminosäuresequenzen können von stummen Mutationen ohne Folgen bis hin zu schwerwiegenden Funktionseinschränkungen reichen. Die Prozessierung von mRNA in Eukaryoten umfasst wichtige Schritte wie Spleißen und das Anhängen von Poly-A-Schwänzen. Hemmstoffe in der Proteinbiosynthese als Antibiotika spielen eine bedeutende Rolle in der medizinischen Behandlung, indem sie spezifische Schritte der Proteinherstellung in Bakterien blockieren.

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10.3.2021

763

O
O
Prozessierung:
proteinbiosynthese
O
O
Zellkem
DNA
Ablauf: 1) Freilegung des codogenen DNA-Strang
mRNA
transkiption
Ort: Zellkern (Eukary

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Mutationen und ihre Auswirkungen

Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Sequenz, die verschiedene Auswirkungen auf die Proteinbiosynthese und den resultierenden Phänotyp haben können.

Definition: Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung der Erbinformation.

Es gibt verschiedene Arten von Mutationen:

Punktmutationen $Genmutationen$ : Stumme Mutation: Keine Auswirkung auf die Aminosäuresequenz Missense-Mutation: Führt zu einer anderen Aminosäure Nonsense-Mutation: Erzeugt ein vorzeitiges Stoppcodon
Insertionen: Einfügen einer Base
Deletionen: Entfernen einer Base
Substitutionen: Austausch einer Base
Duplikationen: Verdopplung einer Base

Example: Bei einer Missense-Mutation könnte ein AGG-Codon $Serin$ zu einem AUG-Codon $Methionin$ werden, was die Proteinstruktur verändert.

Genommutationen betreffen ganze Chromosomen oder Chromosomensätze:

Polyploidie: Mehrfaches Vorhandensein des gesamten Chromosomensatzes
Aneuploidie: Veränderung einzelner Chromosomen $z.B. Trisomie 21$

Highlight: Mutationen können sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf den Organismus haben und sind ein wichtiger Faktor in der Evolution.

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Hemmung der Proteinbiosynthese und Antibiotika

Die Proteinbiosynthese kann durch verschiedene Hemmstoffe blockiert werden. Diese Eigenschaft wird bei Antibiotika genutzt, um das Wachstum von Bakterien zu hemmen.

Definition: Antibiotika sind Substanzen, die das Wachstum von Mikroorganismen hemmen oder diese abtöten.

Verschiedene Antibiotika wirken auf unterschiedliche Schritte der Proteinbiosynthese:

Actinomycin D: Bindet an die DNA von Prokaryoten
Rifampicin: Hemmt die RNA-Polymerase von Prokaryoten
Amanitin: Bindet an die RNA-Polymerase von Eukaryoten
Streptomycin: Bindet an die kleine Ribosomen-Untereinheit bei Prokaryoten
Tetracycline: Verhindern die Bindung von tRNA am Bakterienribosom
Puromycin: Wird anstelle der beladenen tRNA an das Ribosom gebunden
Chloramphenicol/Erythromycin: Binden sich fest an Bakterienribosomen

Highlight: Die Spezifität von Antibiotika für prokaryotische Zellen macht sie zu wichtigen Medikamenten gegen bakterielle Infektionen.

Vocabulary: tRNA $Transfer-RNA$ ist eine RNA-Molekül, das Aminosäuren zu den Ribosomen transportiert.

Diese Hemmstoffe können in der Medizin gezielt eingesetzt werden, um bakterielle Infektionen zu bekämpfen, ohne die eukaryotischen Zellen des menschlichen Körpers zu schädigen.

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10. März 2021

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Mutationen und ihre Auswirkungen

Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Sequenz, die verschiedene Auswirkungen auf die Proteinbiosynthese und den resultierenden Phänotyp haben können.

Definition: Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung der Erbinformation.

Es gibt verschiedene Arten von Mutationen:

Punktmutationen $Genmutationen$ : Stumme Mutation: Keine Auswirkung auf die Aminosäuresequenz Missense-Mutation: Führt zu einer anderen Aminosäure Nonsense-Mutation: Erzeugt ein vorzeitiges Stoppcodon

Insertionen: Einfügen einer Base

Deletionen: Entfernen einer Base

Substitutionen: Austausch einer Base

Duplikationen: Verdopplung einer Base

Example: Bei einer Missense-Mutation könnte ein AGG-Codon $Serin$ zu einem AUG-Codon $Methionin$ werden, was die Proteinstruktur verändert.

Genommutationen betreffen ganze Chromosomen oder Chromosomensätze:

Polyploidie: Mehrfaches Vorhandensein des gesamten Chromosomensatzes

Aneuploidie: Veränderung einzelner Chromosomen $z.B. Trisomie 21$

Highlight: Mutationen können sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf den Organismus haben und sind ein wichtiger Faktor in der Evolution.

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Hemmung der Proteinbiosynthese und Antibiotika

Die Proteinbiosynthese kann durch verschiedene Hemmstoffe blockiert werden. Diese Eigenschaft wird bei Antibiotika genutzt, um das Wachstum von Bakterien zu hemmen.

Definition: Antibiotika sind Substanzen, die das Wachstum von Mikroorganismen hemmen oder diese abtöten.

Verschiedene Antibiotika wirken auf unterschiedliche Schritte der Proteinbiosynthese:

Actinomycin D: Bindet an die DNA von Prokaryoten

Rifampicin: Hemmt die RNA-Polymerase von Prokaryoten

Amanitin: Bindet an die RNA-Polymerase von Eukaryoten

Streptomycin: Bindet an die kleine Ribosomen-Untereinheit bei Prokaryoten

Tetracycline: Verhindern die Bindung von tRNA am Bakterienribosom

Puromycin: Wird anstelle der beladenen tRNA an das Ribosom gebunden

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Highlight: Die Spezifität von Antibiotika für prokaryotische Zellen macht sie zu wichtigen Medikamenten gegen bakterielle Infektionen.

Vocabulary: tRNA $Transfer-RNA$ ist eine RNA-Molekül, das Aminosäuren zu den Ribosomen transportiert.

Diese Hemmstoffe können in der Medizin gezielt eingesetzt werden, um bakterielle Infektionen zu bekämpfen, ohne die eukaryotischen Zellen des menschlichen Körpers zu schädigen.

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Proteinbiosynthese: Ablauf und Unterschiede

Die Proteinbiosynthese ist ein essentieller zellulärer Prozess zur Herstellung von Proteinen. Sie lässt sich in zwei Hauptschritte unterteilen: Transkription und Translation.

Definition: Die Proteinbiosynthese ist der Prozess, bei dem genetische Information in funktionelle Proteine umgesetzt wird.

Bei der Transkription wird die DNA-Sequenz in mRNA umgeschrieben. Dieser Vorgang findet bei Eukaryoten im Zellkern und bei Prokaryoten im Zytoplasma statt.

Highlight: Ein wichtiger Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist der Ort der Transkription.

Die Translation erfolgt bei beiden Zelltypen im Zytoplasma an den Ribosomen. Hier wird die mRNA-Sequenz in eine Aminosäurekette übersetzt.

Eukaryoten haben zusätzliche Schritte zur mRNA-Prozessierung:

Spleißen: Entfernung von Introns und Verknüpfung von Exons

Anhängen eines Poly-A-Schwanzes am 3'-Ende

Anbringen einer "Kappe" aus methyliertem Guanin am 5'-Ende

Vocabulary: Introns sind nicht-codierende DNA-Abschnitte, die aus der mRNA entfernt werden. Exons sind codierende Abschnitte, die in der reifen mRNA verbleiben.

Der genetische Code, der die Übersetzung von Nukleotidsequenzen in Aminosäuren bestimmt, ist universell für alle Lebewesen und weist folgende Eigenschaften auf:

Redundanz: Mehrere Codons können für dieselbe Aminosäure codieren

Eindeutigkeit: Jedes Codon codiert nur für eine spezifische Aminosäure

Kommafreiheit: Die Codons überlappen nicht

Example: Das Startcodon AUG codiert für die Aminosäure Methionin und signalisiert den Beginn der Proteinsynthese.

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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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Stefan S

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Samantha Klich

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Anna

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

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Sudenaz Ocak

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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

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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.

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Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

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