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Genetik: Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Mutationen, Genregulation

Genetik: Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Mutationen, Genregulation

 Biologie Klausur nr. 2
THEMEN
1. Proteinbiosynthese
2. Transkription
3. Translation
→Ort bei Pro-und Eukorayoten
→ Ablauf bei Prokaryoten/S

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Proteinbiosynthese, Transkription, Translation, Genetischer Code, Mutationen, Wachstum einer Bakterienpopulation, Genregulation, Mendelsche Regeln (12 Punkte)

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Biologie Klausur nr. 2 THEMEN 1. Proteinbiosynthese 2. Transkription 3. Translation →Ort bei Pro-und Eukorayoten → Ablauf bei Prokaryoten/Struktur & Funktion: MRNA, tRNA, Ribosomen 4. Genetischer Code → Codesonne 5. Mutation, Mutationstypen→ Einteilung, Folgen 6. Wachstum einer Bakterienpopulation 7. Genregulation - operonmodell, Bsp.: Lac-Operan bei E. Coli (Substratinduktion) 8. Mendelsche Regeln – Erbgänge: monohybrid, dihybrid, intermediar, dominant-rezessiv, Kreuzungsquadrate 6. WACHSTUM EINER BAKTERIENPOPULATION - Voraussetzung: geeignete Umgebung Bakterium wächst bis zu bestimmter Größe und teilt sich Anlaufphase (lag-Phase) – Bakterien passen inren Stoffwechsel an Gegebenheiten an + Aktivierung - - Nährstoffangebot wird analysiert Exponentielle Phose Beginn der Zellteilung → exponentieller Anstieg der Bakterienanzahl über einen best. Zeitraum Stationare Phase Kapazitätsgrenze für benötigle Nährstoff erreicht → stagnation des Wachstums - Toleranz der Populationsdichte erreicht. Absterbe Phase - Reduktion der Population →Toleranz Oberschritten Bakterien verhungen/sterben an Stoffwechselprodukten Ig der Zellzahl pro ml Zellzahl pro ml 9+10⁹ 8-108 7+107 6-106 5+105 4+104 3+10³ 2+10² 1+10¹ Produktion primärer Stoffwechselprodukte Anlaufphase exponentielle Phase T 1 2 3 4 5 Produktion sekundärer 6 Stoffwechselprodukte stationäre Phase T T 7 8 9 10 Absterbe- phase Stunden I. PROTEINBIOSYNTHESE ] Merkmale d. Menschen liegen in verschlüssetter Form auf der DNA im Zellkem Die DNA lässt sich in bestimmte Abschnitte unterteilen → Abschnitt - Gen Jedes Ben ist für die Herstellung eines Proteins verantwortlich → Das hergestellte Protein wird meist als Enzym bezeichnet Þ Verlauf: DNA - Ablauf: Transkription - mRNA TRANSKRIPTION – „transcribere” = umschreiben Translation 1) DNA wird in mRNA überführt 2) Basenabfolge der mRNA wird an Ribosomen in Proteine übersetzt ⇒DNA kann durch Umweg geschützt im Zellkem bleiben - Die Basenabfolge der DNA bestimmt die Reihenfolge der einzelnen Aminosäuren in Protein → je 3 Basen (=Basentriplett/Codan) codieren...

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für eine Aminosäure wandelt Sulastrate um Endprodukt kann sich auf äußere Merkmale auswirken →Kombi aus 8 Basen entspricht einer bestimmten Aminosäure • 1 Gen enthält mehrere Basentripletts, von denen jeweils 3 ssm eine AS codieren ABLAUF PROTEINBIOSYNTHESE Protein Entschlüsselung des gen. Codes DAS WICHTIGSTE → Umschreibung der gen. Information in der DNA DNA wird durch Enzyme in mRNA umgeschrieben → bei Eukaryoten im Zellkern → bei Prokaryoten im Zellplasma nur 1 DNA-Strang wird abgelesen = codagener Strang mRNA = entgegengesetzle Basenabfolge zum codagenen Strang TRANSLATION - „Übersetzung* - bei allen Lebewesen im zellplasma an den Ribasamen -Übersetzung der, in der Boten-RNA gespei- cherten, Information →in eine Kette aus aneinander gereihten Aminosäuren => aus ihr bildet sich das fertige Protein => Entschlüsselung unseres gen. Codes - mRNA steht mit tRNA G=Adaptermolekülen) in verbindung →jede tRNA fragt bestimmte Aminosäure + aus 3 Basenpaaren bestehende Stelle (Anticodon =) komplementär zur mRNA) →ERNA clockt an passender stelle an mRNA = gibt inre Aminosäure ab =>Aminosäurekette (fertiges Protein) entsteht ✓ Entschlüsselung des genetischen codes ✓ 3 aufeinanderfolgende Basen cadieren eine Aminosaure ✓ 2 Hauptschritte: Transkription + Translation 2. TRANSKRIPTION - 1.Teil der Proteinbiosynthese ↳ Proteinherstellung in einer Zelle 10 transcribere - umschreiben → DNA (Erbinformation) wird in mRNA umgeschrieben ↳ Kopie der DNA → Boten-RNA: Überbringer der Erbinformation + Bauplan für Proteine an Ribasamen => DNA muss nicht transportiert werden wird nicht beschädigt (bei Eukaryoten) - Translation kann an Ribosomen ablaufen => Proteine werden hergestellt RNA-Polymerase → spaltet DNA auf → stellt mRNA her - Ablauf der Transkription: 1. Initiation 2. Elongation 3. Termination Initiation Entwirrung & Aufspaltung — Entwirrung + Aufspaltung der DNA → Startpunkt: Promotor → DNA-Polymerase entwirrt DNA-Strang & spaltet ihn auf ! es wird nur ein strang benötigt: codagener Strang = vom 3¹5¹ - Ende Elongation: Übersetzung von DNA in MRNA → RNA-Polymerase fährt codogenen Strang ab → an jede Base setzt sich das komplementare Nukleotid ⇒ mRNA läuft in 5'→3¹-Richtung (= Gegenstück zur DNA) → bis Polymerase Terminator erreicht Termination: Beendigung - Polymerase last sich von DNA - mRNA trennt sich ab → 2 Stränge der DNA werden wieder zsm.gefügt →→Doppelhelix => mRNA-Strang ist gebildet Grundbaustein der DNA & bei mRNA eta, anders 3. TRANSLATION - 2.Teil der Proteinbiosynthese „, translation" = Übersetzung " → Ziel: mRNA wird in Proteine übersetzt ·Ablauf: 1) Es werden immer 3 Basen (=Triplett/codon) von Ribosomen abgelesen → an jedes Triplett wird die zugehörige tRNA gesetzt 1) Initiation - wurde bei Transkription aus DNA erstellt →Kopie der DNA 2) tRNA geben ihre Aminosäure ab → diese bilden eine lange Kette => Protein Art der RNA, die Aminosäure mit sich trägt ABLAUF DER TRANSLATION Ribosom setzt sich an die mRNA & liest diese ab ↳besteht aus 3 Stellen: Aminoacyl-Stelle, Polypeptid-Stelle, Exit-Stelle ↳E 2) Elongation A →in jede Stelle passt genau ein Basentriplett 4 Ribasom eiest mit der A-Stelle jedes Basentriplett einzeln ab → bis Start-Codon erreicht ↳ Basentriplett AUG P ↳ Code auf dem Triplett wird ausgelesen ↳ zum code gehörige tRNA wird in A-Stelle gesetzt Form eines umgedrehten Kleeblattes ↳ verfügt über Basentriplett (komplementär zur mRNA) ↳Anticodon (= steht für eine Aminosäure) Aminosavre des Anticodans befindet sich am oberen Ende der tRNA Ribosom rutscht ein Basentriplett weiter → Start-Codon befindet sich jetzt in der P-Stelle → in die A-Stelle ist ein neues Triplett gerutscht →dies wird ausgelesen + tRNA angesetzt tRNA in der P-Stelle gibt ihre Aminosäure ab diese setzt sich an die Aminosäure in der A-Stelle - Ribasom rutscht weiter zum nächsten Triplett → tRNA in der E-Stelle läst sich vom Ribosom →geht ins Cytoplasma → in der A-Stelle wird eine neue tRNA zugeordnet → Aminasäuren der tRNA in der P-Stelle setzten sich an Aminosäure in der A-Stelle ⇒ Mechanismus geht weiter → es bildet sich eine lange Aminosäurenkette 3) Termination Ribosom erreicht Stopp-Codon → Translation wird abgebrochen Basentriplett: UAA oder UAG oder UGA ·Ribasom zerfällt in seine Einzelteile →geht wieder ins Cytoplasma zurück → entstandene Aminosäurenkette liegt nun frei im Plasma vor →sie bildet ein Protein =>meiste Proteine: 100-300 Aminosäuren → Protein zu seinem Einsatzort ! mehre Ribosomen gleichzeitig →bilden leicht versetzte Kette → Polysam DIE RNA WAS IST DIE RNA? RNA (= Ribonukleinsäure) ist ein Strang aus mehreren Nukleotiden ✓ es gibt unterschiedliche RNA-Typen → notwendig für: Proteinherstellung & Regulierung von Genaktivitäten RNA liegt als Einzelstrang vor 1. N-glykosidische Bindung ✓ wichtigste Ribonukleinsäuren: 1) mRNA → enthält Bauplan für Proteine (aus der DNA gewonnen) 2) tRNA → transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen 3) rRNA → Grundbaustein der Ribosomen AUFBAU RNA →RNA besteht aus mehreren Nukleotiden L 2. Esterbindung zwischen: Base + Ribosemolekül entstandener Komplex: Nukleosid ↳> Phosphatrest + Zucker + Base DNA-Replikation zwischen: Nukleasid + Phosphatrest - entstandener Komplex: Nukleotid → Nukleotide formen einen Strang => Nukleinsäure ↳RNA enthält als Zucker Ribase => Ribonukleinsäure Proteinbiosynthese Phosphatrest: Phosphorsäure gibt H-Atome ab → Zucker: Ribase (=Fünffachzucker) Base: Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil -Purinbasen -2 Kohlenstoff- ringe → Doppelring BINDUNGEN INNERHALB DER RNA 3. Esterbindung - zwischen: zwei Nukleotiden ↳ zwischen Phosphatrest des einen und der Ribase des anderen Nukleotids ANWENDUNGSBEREICHE werden alle durch RNA-Polymerase hergestellt entscheiden sich durch: - Form, Größe – Pyrimidinbasen - 2 Kohlenstoff- ringe

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Codes - mRNA steht mit tRNA G=Adaptermolekülen) in verbindung →jede tRNA fragt bestimmte Aminosäure + aus 3 Basenpaaren bestehende Stelle (Anticodon =) komplementär zur mRNA) →ERNA clockt an passender stelle an mRNA = gibt inre Aminosäure ab =>Aminosäurekette (fertiges Protein) entsteht ✓ Entschlüsselung des genetischen codes ✓ 3 aufeinanderfolgende Basen cadieren eine Aminosaure ✓ 2 Hauptschritte: Transkription + Translation 2. TRANSKRIPTION - 1.Teil der Proteinbiosynthese ↳ Proteinherstellung in einer Zelle 10 transcribere - umschreiben → DNA (Erbinformation) wird in mRNA umgeschrieben ↳ Kopie der DNA → Boten-RNA: Überbringer der Erbinformation + Bauplan für Proteine an Ribasamen => DNA muss nicht transportiert werden wird nicht beschädigt (bei Eukaryoten) - Translation kann an Ribosomen ablaufen => Proteine werden hergestellt RNA-Polymerase → spaltet DNA auf → stellt mRNA her - Ablauf der Transkription: 1. Initiation 2. Elongation 3. Termination Initiation Entwirrung & Aufspaltung — Entwirrung + Aufspaltung der DNA → Startpunkt: Promotor → DNA-Polymerase entwirrt DNA-Strang & spaltet ihn auf ! es wird nur ein strang benötigt: codagener Strang = vom 3¹5¹ - Ende Elongation: Übersetzung von DNA in MRNA → RNA-Polymerase fährt codogenen Strang ab → an jede Base setzt sich das komplementare Nukleotid ⇒ mRNA läuft in 5'→3¹-Richtung (= Gegenstück zur DNA) → bis Polymerase Terminator erreicht Termination: Beendigung - Polymerase last sich von DNA - mRNA trennt sich ab → 2 Stränge der DNA werden wieder zsm.gefügt →→Doppelhelix => mRNA-Strang ist gebildet Grundbaustein der DNA & bei mRNA eta, anders 3. TRANSLATION - 2.Teil der Proteinbiosynthese „, translation" = Übersetzung " → Ziel: mRNA wird in Proteine übersetzt ·Ablauf: 1) Es werden immer 3 Basen (=Triplett/codon) von Ribosomen abgelesen → an jedes Triplett wird die zugehörige tRNA gesetzt 1) Initiation - wurde bei Transkription aus DNA erstellt →Kopie der DNA 2) tRNA geben ihre Aminosäure ab → diese bilden eine lange Kette => Protein Art der RNA, die Aminosäure mit sich trägt ABLAUF DER TRANSLATION Ribosom setzt sich an die mRNA & liest diese ab ↳besteht aus 3 Stellen: Aminoacyl-Stelle, Polypeptid-Stelle, Exit-Stelle ↳E 2) Elongation A →in jede Stelle passt genau ein Basentriplett 4 Ribasom eiest mit der A-Stelle jedes Basentriplett einzeln ab → bis Start-Codon erreicht ↳ Basentriplett AUG P ↳ Code auf dem Triplett wird ausgelesen ↳ zum code gehörige tRNA wird in A-Stelle gesetzt Form eines umgedrehten Kleeblattes ↳ verfügt über Basentriplett (komplementär zur mRNA) ↳Anticodon (= steht für eine Aminosäure) Aminosavre des Anticodans befindet sich am oberen Ende der tRNA Ribosom rutscht ein Basentriplett weiter → Start-Codon befindet sich jetzt in der P-Stelle → in die A-Stelle ist ein neues Triplett gerutscht →dies wird ausgelesen + tRNA angesetzt tRNA in der P-Stelle gibt ihre Aminosäure ab diese setzt sich an die Aminosäure in der A-Stelle - Ribasom rutscht weiter zum nächsten Triplett → tRNA in der E-Stelle läst sich vom Ribosom →geht ins Cytoplasma → in der A-Stelle wird eine neue tRNA zugeordnet → Aminasäuren der tRNA in der P-Stelle setzten sich an Aminosäure in der A-Stelle ⇒ Mechanismus geht weiter → es bildet sich eine lange Aminosäurenkette 3) Termination Ribosom erreicht Stopp-Codon → Translation wird abgebrochen Basentriplett: UAA oder UAG oder UGA ·Ribasom zerfällt in seine Einzelteile →geht wieder ins Cytoplasma zurück → entstandene Aminosäurenkette liegt nun frei im Plasma vor →sie bildet ein Protein =>meiste Proteine: 100-300 Aminosäuren → Protein zu seinem Einsatzort ! mehre Ribosomen gleichzeitig →bilden leicht versetzte Kette → Polysam DIE RNA WAS IST DIE RNA? RNA (= Ribonukleinsäure) ist ein Strang aus mehreren Nukleotiden ✓ es gibt unterschiedliche RNA-Typen → notwendig für: Proteinherstellung & Regulierung von Genaktivitäten RNA liegt als Einzelstrang vor 1. N-glykosidische Bindung ✓ wichtigste Ribonukleinsäuren: 1) mRNA → enthält Bauplan für Proteine (aus der DNA gewonnen) 2) tRNA → transportiert Aminosäuren zu den Ribosomen 3) rRNA → Grundbaustein der Ribosomen AUFBAU RNA →RNA besteht aus mehreren Nukleotiden L 2. Esterbindung zwischen: Base + Ribosemolekül entstandener Komplex: Nukleosid ↳> Phosphatrest + Zucker + Base DNA-Replikation zwischen: Nukleasid + Phosphatrest - entstandener Komplex: Nukleotid → Nukleotide formen einen Strang => Nukleinsäure ↳RNA enthält als Zucker Ribase => Ribonukleinsäure Proteinbiosynthese Phosphatrest: Phosphorsäure gibt H-Atome ab → Zucker: Ribase (=Fünffachzucker) Base: Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil -Purinbasen -2 Kohlenstoff- ringe → Doppelring BINDUNGEN INNERHALB DER RNA 3. Esterbindung - zwischen: zwei Nukleotiden ↳ zwischen Phosphatrest des einen und der Ribase des anderen Nukleotids ANWENDUNGSBEREICHE werden alle durch RNA-Polymerase hergestellt entscheiden sich durch: - Form, Größe – Pyrimidinbasen - 2 Kohlenstoff- ringe