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Zellzyklus, DNA-Aufbau, Replikation, PCR, Gelelektrophorese, DNA-Sequenzierung, Proteinbiosynthese, Genmutation, Regulation Genaktivität, Gentechnik

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Genetik Zellzyklus Interphase -intensive Stoffwechselaktivität G1-Zellwachstum, gen. Info ablesen, Umsetzung in Proteine •S-Verdopplung Erbinfo., DNA-Synthese ·62-Zellwachstum Go-Teilungsaktivität eingestellt DNA-Aufbau Chromosome-Protein, Desoxyribonukleinsäure • DNA-Pentose zucker, Desoxyribose, Phosphorsäure -org. Basen: Pyrimide (6 Atome) (ytosin, Thymin Purine (Doppelring) Adenin, Guanin Chargaff-Regeln 1. Gesamtmenge Purinbasen & Gesamtm. Pyrimidinbasen 2. Menge A Menge T, Menge C = Menge G 3. Verhältnis A1T ZU C16 von Organismen unterschiedl. DNA-Replikation semikonservativ 5' ONA-Polymerase Primase Helicase Wiederholung Gelelektrophorese 3' Primer Okatahi-Fragment 3' DNA Ligase 5' - Steuerung, Regelung Faktoren-Nährstoffe, Zelldichte, Wachstumsfaktor Chegulatorstoff) Aktivierung bei Bedarf kontinuierlicher Strang • nach Phasen Kontrollpunkte. ucleotid 1. Helicase entwindet ONA-Doppelstränge → Replikationsgabel diskontinuierlicher Strang 2. DNA-Polymerase verkettet Nucleotide (2 POS" ab → E) Synthese 5'3' 4 Polymerase - Keltenreahtion СРСА) Denaturierung-Auftrennung Doppelstränge (Erhitzung 100°c) ~ H-Brücken gelöst Hybridisierung-Anlagerung synthetische Primer an DNA (Abkühlen 50°C) Polymerisation-Taq-Polymerase synthetisiert DNA-Einzelstränge (Erhitzung 72˚° C) Wasserstoffbrüchen Thymin Adenin Enzyme Taktgeber Cytosin Guanin Zucher-Phosphat- Rückgrat Watson/Crick Doppelhelix • Komplementare Basenpaarung - 5'3' Richtung /3' → 5' Richtung 3. Primerbindung telldifferenzierung: werden nur entsprechende DNA-Abschnilte abgelesen →kontin. Strang: durchgehender Kopiervorgang Nucleotid über Phosphatgruppe an OH 3'-C-Atoms (Desoxyribose) diskon. Strang: DNA-Polymerase entgegengesetzt Okazaki-Fragmente 5'-3' Ligase verknüpft 3'5', Austausch Primer große Molekule + geringe Ladung → langsam Kleine Moleküle + none Ladung. -sonnell Molekule wandern durch polymerisierbare Substanz mit elektr. Spannung Auftrennung in Banden DNA-Sequenzierung 1. Denaturierung + Hybridisierung Einzelstränge durch radioaktiv markierte Primer 2. Verteilung auf 4 Reagenzgläser (DNA-Polymerase, 4 DNA-Nucleotidtriphosphate (intakt u. modifiziert → Zufall Replikation fertig o. abbricht) 3. Bildung unterschiedl. langer DNA-Stränge 4. parallele Gelelektrophorese Banden sichtbar - • Vergleich - • Basensequenz komplementär zu Sequenz der DNA-Matrize Proteinbiosynthese verschlüsselte Info DNA- Aminosäuren / Proteine zeitl., räuml. Trennung genetischer Code Codons-Tripletts MANA Startcodon -ANG •Stoppcodons - UGA, VAA, VAG 4. Transkription Basen...

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codogener DNA-Strang-Basen RNA Codogener Strang nicht codogen 3⁰- . •ANA-Uracil ersetzt Thymin, Ribose statt Desoxyribose Genmutation 2. ANA-Prozessierung Modifikation Pra-mRNA • Spleißen - Introns aus Prä-mRNA raus - Exons zu MANA verbunden $$ - •nicht überlappend redundant (1AS mehrere Triplets) keine leerstellen السليل S' •MANA in Cytoplasma 4. Translation Nucleotidsequenz MANA - Aminosäuresequenz Proteine Polypeptid 3⁰ MANA Aminosäure ARNA falsche Aminosäure ·Nonsense-Mutation Anticadon MRNA Codon Ribosom Genommutation-veränderte Chromosomenanzahl Chromosomenmulation veränderte Chromosomenstruktur ANA-Polymerase durch Traskriptionsfaktoren an Promotor • Transkription codogener Strang 5'-3' DNA-Strange entwunden → H-Brücken getrennt Basenpaarung mit RNA-Nucleotiden Ende Terminatorsequenz → ANA-Polymerase gelöst 3. Aminosäure-Aktivierung · • Genmulation- veränderte Basensequent •Punktmutation / Basenpaarsubstitution Ersatz eines Nucleotids 1 komplementären DNA-Partner Stumme Mutation →in Intron/Exon durch Redundant der As keine Auswirkung · Misssense-Mutation Einfügen/Verlust von Nucleotidpaaren Zuordnung Aminosäuren zur +RNA •+RNA+ Anticodon + Anheftungsstelle für Aminosäure an Aminoacyl-tRNA- Synthetase Beladen IANA mit spez. Aminosäure •Rasterschub-Mutation universell eindeutig •MANA an kleine ribosomale Untereinheit • Start- tRNA (Anticodon UAC) an mRNA (Startcodon AUG) große Untereinheit dazu → Ribosom funktionsfähig Ribosom 3 tRNA-Bindungsstellen - letzte As → Peptidbindung vorherige As - Ende-Stoppcodon mRNA ~ Polypeptid: IRNA verlassen Ribosom → Komplex terfallt →Veränderung funktionell wichtiger Bereiche (akt. Zentrum) • Insertion / Deletion →Nucleotide keine Tripletts falsches Leseraster MANA Prokin Met Met A MAAAAMMMAAMMMAA Lys Met stopp Phe IMAAMMAA Gly Phe stopp Gly Ser stopp stopp stopp A MAMAAMMMAAMMAA Krebs Krebszelle • Vermehrung unkontrolliert, übermäßig geben Spezialisierung auf Tumor Ausgangsgewebe-gularlig Streuung Umgebung-bösartig Mestasen •Tochtergeschwüre • Verteilung durch Blut / Lymphe Regulation Genaktivität Eukaryoten Transkriptionsfaktoren Aktivator- Protein Enhancer ANA-Polymerase Bindung Bindung Tuf ANA-P. S DNA-Methylierung Methylgruppen auf Cytosin inaktives Chromatin keine Transkription Ursachen →Gene stillgelegt Vererbung über Meiose Epigenetik - Beeinfluessung Methylierung Keine dauerhafte DNA-Anderung •Mulation Proto-Onkogene codieren Rezeptoren Wachstumsfaktoren, anderer Regulatorproteine PunktmutationOnkogen aktiver Wachstumsfaktor •Tkf wirken auf regulatorische DNA-Abschnitte · Enhancer - Aktivatorprotein → begünstigen Transkription •Silencer-Repressor protein verhindern Transkription DNA bildel Schleife → Kontakt Thf-apparat am Promotor Translokation: aktiver Promotor kontrolliert Proto-Onkogen Genamplifikation viele Proto-Onkogen-Kopien Mutation Tumorsuppressorgen hemmen Zellteilung → Mutation → Prokaryoten 8 MANA Regulatorgen Promotor Operon ANA-Polymerase Operator Repressor Operon-Modell Strukturgene: Enzym-Codierung Kontrolle durch DNA-Regionen X-Inaktivierung-1 X-Chromosom Frau stillgelegt • Prägung: Imprinting → nur väteri. oder mütterl. Gen abgelesen •Vererbung •Promotor: ANA-Polymerase Bindungsstelle Operator: Bindungsstelle ANA-Polymerase →Regulation Repressor-blockiert Transkription End produktrepression Hemmung entfällt Lactose Substratinduktion Regulatorgen stellt inaktiven Repressor her →Aktivierung durch Endprodukt spart E/Rohstoffe, verhindert Überproduktion Strukturgene Enzyme Lactoseverwertung aktiver Repressor: verhindert Transkr. •Lactose (Induktor) ~ Repressor inaktiv Transur. Gene zur Laktoseverwert. Gentechnik Fremd-DNA in andere Zelle 1. Isolierung Spender-DNA + Zerlegung in Fragmente 2. Isolierung Vektor-DNA + Zerschneiden 3. Anlagerung S-DNA an V-DNA 4. Verbinden durch DNA Ligase rekombinante ONA 5. Übertragung in Empfängerorganismus 6. Selektion + Vermehrung Zellen mit rek. ONA Schneiden von DNA Restriktionsentyme- zerlegen S-DNA, schneiden V-DNA auf, Zucker-Phosphat-Bindungen in ONA-Strängen (Ursprung: Bakterien Schutz vor Fremd-ONA) Genetischer Fingerabdruck . charakteristische DNA-Merkmale (individuell) Punktmutationen (SNPS) Substratspezifität-Spaltung an bestimmten Schnittstellen Erkennungssequenzen - Basensequenz links rechts • Basens. komplem. Str. (Bakterien methylieren eigene Erkennungss. → Schutz) Wirkungsspezifität - scheiden immer zw. gleichen Nucleotiden versetzt Einzelstränge komplementär → sticky ends" Übertragen von ONA •Plasmide o. Viren als Vektoren (V-DNA) STR-Analyse spez. Wiederholungen sind erblich Restriktionsfragment-Längenpolymorphismen (RFLPs) •UNTRS-lange wiederholende DNA-Sequenzen in nicht codierenden •STRS-kurze Wiederholungssequenzen Sticky ends S-DNA verbinden mit V-ONA Ligase verknüpft Zucker-Phosphat-Bindungen nur teilweise rekombinierte Plasmide DNA-Abschnitten • individuelles Bandenmuster →PCR + Gelelektrophorese erlauben Bandenmustervergleich Empfänger: Zellmembran durchlässig 3 Zellkulturen: A. Vektor + S-DNA 2. Vektor 3. nichts Selektion aur vektor twei Markergene ein Markergen durch S-ONA zertrennt 1. Empfänger auf Nährboden E ohne Vektor tot AFLP-Analyse DNA mit Restriktionsenzymen → Auftrennung Gelelektrophorese Denaturierung DNA-Fragmende → Übertragung Trägermembran Fixierung Hybridisierung + Markierung RFLP-Marker mit Gensonden 2. Stempel kopie E mit Vektoren 3. Übertragung auf 2. Nährboden E mit Vektor +S-DNA tot 4. Ourch Vergleich mit Stempel Position V₁S-DNA auf 1. Nährboden

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Zentrum) • Insertion / Deletion →Nucleotide keine Tripletts falsches Leseraster MANA Prokin Met Met A MAAAAMMMAAMMMAA Lys Met stopp Phe IMAAMMAA Gly Phe stopp Gly Ser stopp stopp stopp A MAMAAMMMAAMMAA Krebs Krebszelle • Vermehrung unkontrolliert, übermäßig geben Spezialisierung auf Tumor Ausgangsgewebe-gularlig Streuung Umgebung-bösartig Mestasen •Tochtergeschwüre • Verteilung durch Blut / Lymphe Regulation Genaktivität Eukaryoten Transkriptionsfaktoren Aktivator- Protein Enhancer ANA-Polymerase Bindung Bindung Tuf ANA-P. S DNA-Methylierung Methylgruppen auf Cytosin inaktives Chromatin keine Transkription Ursachen →Gene stillgelegt Vererbung über Meiose Epigenetik - Beeinfluessung Methylierung Keine dauerhafte DNA-Anderung •Mulation Proto-Onkogene codieren Rezeptoren Wachstumsfaktoren, anderer Regulatorproteine PunktmutationOnkogen aktiver Wachstumsfaktor •Tkf wirken auf regulatorische DNA-Abschnitte · Enhancer - Aktivatorprotein → begünstigen Transkription •Silencer-Repressor protein verhindern Transkription DNA bildel Schleife → Kontakt Thf-apparat am Promotor Translokation: aktiver Promotor kontrolliert Proto-Onkogen Genamplifikation viele Proto-Onkogen-Kopien Mutation Tumorsuppressorgen hemmen Zellteilung → Mutation → Prokaryoten 8 MANA Regulatorgen Promotor Operon ANA-Polymerase Operator Repressor Operon-Modell Strukturgene: Enzym-Codierung Kontrolle durch DNA-Regionen X-Inaktivierung-1 X-Chromosom Frau stillgelegt • Prägung: Imprinting → nur väteri. oder mütterl. 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ONA Schneiden von DNA Restriktionsentyme- zerlegen S-DNA, schneiden V-DNA auf, Zucker-Phosphat-Bindungen in ONA-Strängen (Ursprung: Bakterien Schutz vor Fremd-ONA) Genetischer Fingerabdruck . charakteristische DNA-Merkmale (individuell) Punktmutationen (SNPS) Substratspezifität-Spaltung an bestimmten Schnittstellen Erkennungssequenzen - Basensequenz links rechts • Basens. komplem. Str. (Bakterien methylieren eigene Erkennungss. → Schutz) Wirkungsspezifität - scheiden immer zw. gleichen Nucleotiden versetzt Einzelstränge komplementär → sticky ends" Übertragen von ONA •Plasmide o. Viren als Vektoren (V-DNA) STR-Analyse spez. 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