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0
janine
1.3.2021
Chemie
Replikation vs PCR
1.086
•
1. März 2021
•
janine
@janineceline
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR)und die DNA-Replikation sind grundlegende Prozesse in... Mehr anzeigen
Die DNA-Replikation und die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) sind zwei fundamentale Prozesse in der Molekularbiologie, die sich mit der Vervielfältigung von DNA befassen. Obwohl sie ähnliche Grundprinzipien teilen, unterscheiden sie sich in ihrem Ablauf und ihrer Anwendung erheblich.
Die DNA-Replikation ist ein natürlicher Prozess, der in lebenden Zellen stattfindet. Er dient der exakten Verdopplung des gesamten Genoms vor der Zellteilung.
Highlight: Die DNA-Replikation ist ein hochkomplexer Vorgang, an dem zahlreiche Enzyme beteiligt sind.
Der Ablauf der Replikation lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:
Die Helicase öffnet und entspiralisiert den DNA-Doppelstrang, wodurch Einzelstränge entstehen.
Primasen setzen RNA-Primer als Startpunkte für die DNA-Synthese.
Die DNA-Polymerase III synthetisiert den Leitstrang kontinuierlich in 5'-3'-Richtung.
Der Folgestrang wird diskontinuierlich in Form von Okazaki-Fragmenten synthetisiert.
Die DNA-Polymerase I entfernt die RNA-Primer und ersetzt sie durch DNA-Nukleotide.
Die DNA-Ligase verbindet die Okazaki-Fragmente zu einem durchgehenden Strang.
Vocabulary: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die während der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs entstehen.
Die PCR-Methode ist eine laborbasierte Technik zur gezielten Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte. Sie wurde in den 1980er Jahren entwickelt und hat die molekularbiologische Forschung revolutioniert.
Definition: Die PCR ist eine Methode zur exponentiellen Amplifikation definierter DNA-Sequenzen in vitro.
Der PCR-Methode Ablauf besteht aus drei Hauptschritten, die zyklisch wiederholt werden:
Denaturierung: Bei 94°C wird der DNA-Doppelstrang in Einzelstränge aufgespalten.
Annealing: Bei etwa 50°C binden synthetische Primer an die Zielsequenzen der DNA.
Elongation: Bei 70°C synthetisiert die Taq-Polymerase neue DNA-Stränge.
Example: Ein typischer PCR-Zyklus dauert etwa 3-5 Minuten und wird 30-40 Mal wiederholt, was zu einer milliardenfachen Vermehrung der Zielsequenz führt.
Quote: "Bei PCR werden nur einzelne DNA-Abschnitte kopiert."
Diese Unterschiede machen die PCR zu einem vielseitigen Werkzeug in der Molekularbiologie, während die Replikation für die Erhaltung und Weitergabe des Erbguts in der Natur unerlässlich ist.
Bei der natürlichen DNA-Replikation werden die DNA-Stränge durch Enzyme wie die Helicase geöffnet, während bei der Polymerase-Kettenreaktion die Trennung durch Erhitzen erfolgt. In beiden Prozessen spielen Polymerasen eine wichtige Rolle, aber bei der PCR wird die hitzebeständige Taq-Polymerase verwendet, damit sie die hohen Temperaturen übersteht. Der natürliche Prozess findet im Zellkern statt, während die PCR im Labor durchgeführt wird.
Der PCR-Methode Ablauf besteht aus drei Hauptschritten: Denaturierung, Annealing und Elongation. Bei der Denaturierung wird die DNA auf etwa 95°C erhitzt, um die Stränge zu trennen. Während des Annealings PCR sinkt die Temperatur auf 55-65°C, damit sich die Primer an die DNA-Einzelstränge anlagern können. In der Elongationsphase baut die Polymerase bei etwa 72°C neue DNA-Stränge auf, und dieser Zyklus wird mehrfach wiederholt.
Die Gelelektrophorese ist ein Verfahren, mit dem DNA-Fragmente nach ihrer Größe getrennt und analysiert werden können. Nach einer PCR-Methode werden die vervielfältigten DNA-Proben auf ein Gel aufgetragen und einem elektrischen Feld ausgesetzt. Da DNA negativ geladen ist, wandern die Fragmente zum positiven Pol, wobei kleinere Fragmente schneller durch das Gel wandern als größere. So kann man beispielsweise die Ergebnisse einer PCR überprüfen oder DNA-Fragmente für weitere Analysen isolieren.
Die Polymerase-Kettenreaktion wird in vielen Bereichen angewendet, von der medizinischen Diagnostik bis zur Forensik. In der Corona-Pandemie wurde die PCR Anwendung besonders bekannt, da sie zum Nachweis des Virus verwendet wurde. Aber sie wird auch eingesetzt, um genetische Krankheiten zu diagnostizieren, um Vaterschaftstests durchzuführen oder um alte DNA aus archäologischen Funden zu analysieren. In der Forschung ist sie ein unverzichtbares Werkzeug, um bestimmte DNA-Abschnitte zu vermehren und zu untersuchen.
DNA-Replikation und PCR einfach erklärt von Schmidt, M. & Weber, K., Klett 2020, Lehrbuch, Umfassende Erklärung der DNA-Replikation und PCR-Methode mit vielen Abbildungen und Übungsaufgaben für die Oberstufe - Link
Molekularbiologie Kompakt: Von der DNA zur PCR von Müller, T., Cornelsen 2021, Arbeitsheft, Enthält detaillierte Erklärungen zur DNA-Replikation, Polymerase-Kettenreaktion und praktische Übungen zur Gelelektrophorese - Link
Genetik und Molekularbiologie für die Oberstufe von Becker, A. & Schmidt, H., Westermann 2022, Lehrbuch, Behandelt die Grundlagen der DNA-Replikation, PCR-Methode und deren Anwendungen mit vielen anschaulichen Illustrationen - Link
Experimentelle Molekularbiologie: Praktikum für die Oberstufe von Peters, L., Schroedel 2019, Praktikumsheft, Anleitung für praktische Übungen zur PCR und Gelelektrophorese mit Arbeitsblättern und Lösungen - Link
Führe ein virtuelles PCR-Experiment durch: Simuliere die drei Phasen (Denaturierung, Annealing, Elongation) mit farbigen Papierstreifen und dokumentiere jeden Schritt fotografisch für deine Präsentation.
Erstelle eine vergleichende Tabelle zwischen DNA-Replikation und PCR-Methode: Untersuche Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Enzymen (Taq-Polymerase vs. DNA-Polymerase), Temperatur und Ablauf der Prozesse.
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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
iOS user
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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.
janine
@janineceline
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und die DNA-Replikation sind grundlegende Prozesse in der Molekularbiologie. Während die Replikation ein natürlicher Vorgang zur Verdopplung des gesamten Genoms ist, dient die PCR der gezielten Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte im Labor.
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Die DNA-Replikation und die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) sind zwei fundamentale Prozesse in der Molekularbiologie, die sich mit der Vervielfältigung von DNA befassen. Obwohl sie ähnliche Grundprinzipien teilen, unterscheiden sie sich in ihrem Ablauf und ihrer Anwendung erheblich.
Die DNA-Replikation ist ein natürlicher Prozess, der in lebenden Zellen stattfindet. Er dient der exakten Verdopplung des gesamten Genoms vor der Zellteilung.
Highlight: Die DNA-Replikation ist ein hochkomplexer Vorgang, an dem zahlreiche Enzyme beteiligt sind.
Der Ablauf der Replikation lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:
Die Helicase öffnet und entspiralisiert den DNA-Doppelstrang, wodurch Einzelstränge entstehen.
Primasen setzen RNA-Primer als Startpunkte für die DNA-Synthese.
Die DNA-Polymerase III synthetisiert den Leitstrang kontinuierlich in 5'-3'-Richtung.
Der Folgestrang wird diskontinuierlich in Form von Okazaki-Fragmenten synthetisiert.
Die DNA-Polymerase I entfernt die RNA-Primer und ersetzt sie durch DNA-Nukleotide.
Die DNA-Ligase verbindet die Okazaki-Fragmente zu einem durchgehenden Strang.
Vocabulary: Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Abschnitte, die während der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs entstehen.
Die PCR-Methode ist eine laborbasierte Technik zur gezielten Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte. Sie wurde in den 1980er Jahren entwickelt und hat die molekularbiologische Forschung revolutioniert.
Definition: Die PCR ist eine Methode zur exponentiellen Amplifikation definierter DNA-Sequenzen in vitro.
Der PCR-Methode Ablauf besteht aus drei Hauptschritten, die zyklisch wiederholt werden:
Denaturierung: Bei 94°C wird der DNA-Doppelstrang in Einzelstränge aufgespalten.
Annealing: Bei etwa 50°C binden synthetische Primer an die Zielsequenzen der DNA.
Elongation: Bei 70°C synthetisiert die Taq-Polymerase neue DNA-Stränge.
Example: Ein typischer PCR-Zyklus dauert etwa 3-5 Minuten und wird 30-40 Mal wiederholt, was zu einer milliardenfachen Vermehrung der Zielsequenz führt.
Quote: "Bei PCR werden nur einzelne DNA-Abschnitte kopiert."
Diese Unterschiede machen die PCR zu einem vielseitigen Werkzeug in der Molekularbiologie, während die Replikation für die Erhaltung und Weitergabe des Erbguts in der Natur unerlässlich ist.
Bei der natürlichen DNA-Replikation werden die DNA-Stränge durch Enzyme wie die Helicase geöffnet, während bei der Polymerase-Kettenreaktion die Trennung durch Erhitzen erfolgt. In beiden Prozessen spielen Polymerasen eine wichtige Rolle, aber bei der PCR wird die hitzebeständige Taq-Polymerase verwendet, damit sie die hohen Temperaturen übersteht. Der natürliche Prozess findet im Zellkern statt, während die PCR im Labor durchgeführt wird.
Der PCR-Methode Ablauf besteht aus drei Hauptschritten: Denaturierung, Annealing und Elongation. Bei der Denaturierung wird die DNA auf etwa 95°C erhitzt, um die Stränge zu trennen. Während des Annealings PCR sinkt die Temperatur auf 55-65°C, damit sich die Primer an die DNA-Einzelstränge anlagern können. In der Elongationsphase baut die Polymerase bei etwa 72°C neue DNA-Stränge auf, und dieser Zyklus wird mehrfach wiederholt.
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Die Polymerase-Kettenreaktion wird in vielen Bereichen angewendet, von der medizinischen Diagnostik bis zur Forensik. In der Corona-Pandemie wurde die PCR Anwendung besonders bekannt, da sie zum Nachweis des Virus verwendet wurde. Aber sie wird auch eingesetzt, um genetische Krankheiten zu diagnostizieren, um Vaterschaftstests durchzuführen oder um alte DNA aus archäologischen Funden zu analysieren. In der Forschung ist sie ein unverzichtbares Werkzeug, um bestimmte DNA-Abschnitte zu vermehren und zu untersuchen.
DNA-Replikation und PCR einfach erklärt von Schmidt, M. & Weber, K., Klett 2020, Lehrbuch, Umfassende Erklärung der DNA-Replikation und PCR-Methode mit vielen Abbildungen und Übungsaufgaben für die Oberstufe - Link
Molekularbiologie Kompakt: Von der DNA zur PCR von Müller, T., Cornelsen 2021, Arbeitsheft, Enthält detaillierte Erklärungen zur DNA-Replikation, Polymerase-Kettenreaktion und praktische Übungen zur Gelelektrophorese - Link
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Stefan S
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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
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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 ☺️
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Julia S
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Marcus B
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Sarah L
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Hans T
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