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DNA-Replikation Ablauf und Genetischer Code einfach erklärt

166

0

C

Caroline Schweden

29.10.2025

Biologie

Molekulargenetik

8.584

29. Okt. 2025

14 Seiten

DNA-Replikation Ablauf und Genetischer Code einfach erklärt

C

Caroline Schweden

@carolineschweden_fxiv

Die DNA-Replikationist ein fundamentaler Prozess in der Molekularbiologie, bei... Mehr anzeigen

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komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan

Vergleich von DNA und RNA

DNA und RNA sind beide Nukleinsäuren, unterscheiden sich jedoch in einigen wichtigen Aspekten:

  1. Struktur:

    • DNA: Doppelhelix
    • RNA: Einzelstrang
  2. Zucker:

    • DNA: Desoxyribose
    • RNA: Ribose
  3. Basen:

    • DNA: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Thymin (T)
    • RNA: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Uracil (U)
  4. Vorkommen:

    • DNA: hauptsächlich im Zellkern
    • RNA: im Zellkern und im endoplasmatischen Retikulum

Example: Ein DNA-Strang mit der Sequenz 5'-TAACGGATTCGTGGC-3' hätte einen komplementären Strang von 3'-ATTGCCTAAGCACCG-5'.

Highlight: Der Adeningehalt in der DNA beträgt etwa 19%. Da A-T und C-G Paare bilden, beträgt der Thymingehalt ebenfalls 19%, während Cytosin und Guanin je 31% ausmachen.

Ein wichtiger Prozess, der die Struktur der DNA beeinflusst, ist das Schmelzen und Renaturieren:

  • Schmelzen (Denaturieren): Bei Temperaturen ab 70°C brechen die Wasserstoffbrücken auf, und die Doppelhelix entwindet sich zu Einzelsträngen.
  • Renaturieren: Bei Abkühlung bilden sich die Wasserstoffbrücken wieder, und die Doppelhelix-Struktur wird wiederhergestellt.

Diese Eigenschaften sind fundamental für viele molekularbiologische Techniken und Prozesse, einschließlich der DNA-Replikation und PCR.

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan

DNA-Replikation: Ablauf und beteiligte Enzyme

Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, der die exakte Verdopplung des genetischen Materials vor der Zellteilung sicherstellt. Der Ablauf lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen:

  1. Initiation
  2. Elongation
  3. Termination

Für die semikonservative Replikation werden folgende Komponenten benötigt:

  • Ein DNA-Strang als Vorlage (Matrize)
  • Nukleosidtriphosphate (ATP, GTP, CTP, TTP) als Energiequelle und Bausteine
  • Ein Startermolekül (Primer)
  • Verschiedene Enzyme

Definition: Semikonservative Replikation bedeutet, dass jeder neue DNA-Doppelstrang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang besteht.

Die wichtigsten Enzyme und ihre Funktionen im Replikationsprozess sind:

  1. Topoisomerase: Entwindet die Doppelhelix
  2. Helicase: Öffnet die Doppelstränge durch Trennung der Wasserstoffbrücken
  3. Primase: Synthetisiert RNA-Primer als Startpunkt
  4. DNA-Polymerase: Fügt komplementäre Nukleotide an das 3'-Ende des wachsenden Strangs
  5. RNase H: Entfernt RNA-Primer aus der neu hergestellten DNA
  6. DNA-Ligase: Verknüpft DNA-Fragmente zu einem durchgehenden Strang

Highlight: Die Replikation verläuft immer in 5'-3'-Richtung und ist ein bidirektionaler Prozess, der an der Replikationsgabel stattfindet.

Der Prozess der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Replikation ist ein Schlüsselkonzept:

  • Leitstrang: Kontinuierliche Verlängerung in Richtung der sich öffnenden Replikationsgabel
  • Folgestrang: Diskontinuierliche Synthese in Form von Okazaki-Fragmenten, die später durch die DNA-Ligase verbunden werden

Diese präzise orchestrierte Abfolge von Ereignissen gewährleistet die genaue Verdopplung des genetischen Materials und ist fundamental für das Verständnis der Molekularbiologie und Genetik.

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan

Künstliche DNA-Replikation: Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Die Polymerase-Kettenreaktion PCRPCR ist eine revolutionäre Methode zur künstlichen Vervielfältigung von DNA-Abschnitten im Labor. Diese Technik ermöglicht die gezielte Vermehrung AmplifikationAmplifikation bestimmter DNA-Sequenzen und hat zahlreiche Anwendungen in der Molekularbiologie, Medizin und Forensik.

Der PCR-Prozess besteht aus folgenden Komponenten und Schritten:

  1. Komponenten:

    • DNA-Probe
    • Primer kurzeDNAStu¨cke,diealsStartpunktdienenkurze DNA-Stücke, die als Startpunkt dienen
    • Desoxynukleosid-Triphosphate (dNTPs)
    • Thermostabile DNA-Polymerase meistTaqPolymerasemeist Taq-Polymerase
    • Pufferlösung
  2. Schritte: a) Denaturierung:

    • Erhitzen auf ca. 90°C
    • Trennung der DNA-Doppelhelix in Einzelstränge

    b) Primerhybridisierung (Annealing):

    • Abkühlen auf 50-65°C (abhängig von der Primerlänge)
    • Anlagerung der Primer an komplementäre Sequenzen

    c) Elongation:

    • Temperaturerhöhung auf das Optimum der DNA-Polymerase
    • Synthese neuer DNA-Stränge durch die Polymerase

Highlight: Die PCR ermöglicht eine exponentielle Vermehrung der Ziel-DNA. In jedem Zyklus verdoppelt sich die Anzahl der DNA-Kopien.

Example: In der Forensik wird die PCR genutzt, um kleinste DNA-Spuren zu vervielfältigen und analysierbar zu machen.

Die PCR hat den Vorteil, dass sie schnell, spezifisch und hochsensitiv ist. Sie kann selbst aus geringsten DNA-Mengen millionenfache Kopien erzeugen. Diese Methode ist ein unverzichtbares Werkzeug in der modernen Molekularbiologie und hat zahlreiche Anwendungen in Forschung, Diagnostik und Biotechnologie.

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan

DNA-Struktur und Basenpaarung

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der genetischen Information und besteht aus einer komplexen Struktur von Nukleotiden.

Definition: Ein Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe, einem Zucker (Desoxyribose) und einer stickstoffhaltigen Base.

Die DNA-Struktur zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

  • Doppelhelix-Form mit zwei antiparallelen Strängen
  • Komplementäre Basenpaarung zwischen den Strängen
  • Phosphat-Desoxyribose-Rückgrat

Highlight: Die komplementäre Basenpaarung ist ein Schlüsselprinzip der DNA-Struktur. Adenin paart sich immer mit Thymin (zwei Wasserstoffbrücken), während Cytosin sich mit Guanin (drei Wasserstoffbrücken) verbindet.

Vocabulary: Antiparallel bedeutet, dass die beiden DNA-Stränge in entgegengesetzter Richtung verlaufen (5' zu 3' und 3' zu 5').

Die Raumstruktur der DNA wird durch diese Basenpaarungen und die chemischen Eigenschaften der Nukleotide bestimmt. Diese Struktur ist entscheidend für die Funktion der DNA bei der Speicherung und Weitergabe genetischer Informationen.

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan
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Adenin
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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Julia S

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Marcus B

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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

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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.

Hans T

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Biologie

8.584

29. Okt. 2025

14 Seiten

DNA-Replikation Ablauf und Genetischer Code einfach erklärt

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Caroline Schweden

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Die DNA-Replikation ist ein fundamentaler Prozess in der Molekularbiologie, bei dem die genetische Information verdoppelt wird. Dieser Vorgang ist essentiell für die Zellteilung und Vererbung. Die Replikation folgt dem Prinzip der semikonservativen Replikation, bei der jeder Tochterstrang aus einem... Mehr anzeigen

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
Desoxy -
ribose -
Rückgrat
Adenin
O
O=P-0
OH
DNA :
RNA :
Raumstruktur der DNA
Guan

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Vergleich von DNA und RNA

DNA und RNA sind beide Nukleinsäuren, unterscheiden sich jedoch in einigen wichtigen Aspekten:

  1. Struktur:

    • DNA: Doppelhelix
    • RNA: Einzelstrang
  2. Zucker:

    • DNA: Desoxyribose
    • RNA: Ribose
  3. Basen:

    • DNA: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Thymin (T)
    • RNA: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Uracil (U)
  4. Vorkommen:

    • DNA: hauptsächlich im Zellkern
    • RNA: im Zellkern und im endoplasmatischen Retikulum

Example: Ein DNA-Strang mit der Sequenz 5'-TAACGGATTCGTGGC-3' hätte einen komplementären Strang von 3'-ATTGCCTAAGCACCG-5'.

Highlight: Der Adeningehalt in der DNA beträgt etwa 19%. Da A-T und C-G Paare bilden, beträgt der Thymingehalt ebenfalls 19%, während Cytosin und Guanin je 31% ausmachen.

Ein wichtiger Prozess, der die Struktur der DNA beeinflusst, ist das Schmelzen und Renaturieren:

  • Schmelzen (Denaturieren): Bei Temperaturen ab 70°C brechen die Wasserstoffbrücken auf, und die Doppelhelix entwindet sich zu Einzelsträngen.
  • Renaturieren: Bei Abkühlung bilden sich die Wasserstoffbrücken wieder, und die Doppelhelix-Struktur wird wiederhergestellt.

Diese Eigenschaften sind fundamental für viele molekularbiologische Techniken und Prozesse, einschließlich der DNA-Replikation und PCR.

komplementare Basenpaare (auf stickstoff basis)
Phosphat-
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DNA-Replikation: Ablauf und beteiligte Enzyme

Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, der die exakte Verdopplung des genetischen Materials vor der Zellteilung sicherstellt. Der Ablauf lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen:

  1. Initiation
  2. Elongation
  3. Termination

Für die semikonservative Replikation werden folgende Komponenten benötigt:

  • Ein DNA-Strang als Vorlage (Matrize)
  • Nukleosidtriphosphate (ATP, GTP, CTP, TTP) als Energiequelle und Bausteine
  • Ein Startermolekül (Primer)
  • Verschiedene Enzyme

Definition: Semikonservative Replikation bedeutet, dass jeder neue DNA-Doppelstrang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang besteht.

Die wichtigsten Enzyme und ihre Funktionen im Replikationsprozess sind:

  1. Topoisomerase: Entwindet die Doppelhelix
  2. Helicase: Öffnet die Doppelstränge durch Trennung der Wasserstoffbrücken
  3. Primase: Synthetisiert RNA-Primer als Startpunkt
  4. DNA-Polymerase: Fügt komplementäre Nukleotide an das 3'-Ende des wachsenden Strangs
  5. RNase H: Entfernt RNA-Primer aus der neu hergestellten DNA
  6. DNA-Ligase: Verknüpft DNA-Fragmente zu einem durchgehenden Strang

Highlight: Die Replikation verläuft immer in 5'-3'-Richtung und ist ein bidirektionaler Prozess, der an der Replikationsgabel stattfindet.

Der Prozess der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Replikation ist ein Schlüsselkonzept:

  • Leitstrang: Kontinuierliche Verlängerung in Richtung der sich öffnenden Replikationsgabel
  • Folgestrang: Diskontinuierliche Synthese in Form von Okazaki-Fragmenten, die später durch die DNA-Ligase verbunden werden

Diese präzise orchestrierte Abfolge von Ereignissen gewährleistet die genaue Verdopplung des genetischen Materials und ist fundamental für das Verständnis der Molekularbiologie und Genetik.

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Künstliche DNA-Replikation: Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

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  1. Komponenten:

    • DNA-Probe
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    • Desoxynukleosid-Triphosphate (dNTPs)
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    • Erhitzen auf ca. 90°C
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DNA-Struktur und Basenpaarung

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der genetischen Information und besteht aus einer komplexen Struktur von Nukleotiden.

Definition: Ein Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe, einem Zucker (Desoxyribose) und einer stickstoffhaltigen Base.

Die DNA-Struktur zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:

  • Doppelhelix-Form mit zwei antiparallelen Strängen
  • Komplementäre Basenpaarung zwischen den Strängen
  • Phosphat-Desoxyribose-Rückgrat

Highlight: Die komplementäre Basenpaarung ist ein Schlüsselprinzip der DNA-Struktur. Adenin paart sich immer mit Thymin (zwei Wasserstoffbrücken), während Cytosin sich mit Guanin (drei Wasserstoffbrücken) verbindet.

Vocabulary: Antiparallel bedeutet, dass die beiden DNA-Stränge in entgegengesetzter Richtung verlaufen (5' zu 3' und 3' zu 5').

Die Raumstruktur der DNA wird durch diese Basenpaarungen und die chemischen Eigenschaften der Nukleotide bestimmt. Diese Struktur ist entscheidend für die Funktion der DNA bei der Speicherung und Weitergabe genetischer Informationen.

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DNA-Replikation und Proteinbiosynthese

Entdecken Sie die Schlüsselkonzepte der DNA-Replikation und der Proteinbiosynthese in dieser umfassenden Zusammenfassung. Erfahren Sie mehr über den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation, die Rolle von RNA und DNA, sowie die Struktur und Funktion von Aminosäuren und Proteinen. Ideal für die Vorbereitung auf Ihre Genetik-Klausur. Themen: Meselson-Stahl-Experiment, genetische Begriffe, Chromosomenstruktur und mehr.

BiologieBiologie
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App Store

4.8/5

Google Play

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

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

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

Jana V

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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

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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

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

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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.

Hans T

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