Biologie

Genetik

Genetik


K. W.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Einblick in die Molekularbiologie und Gentechnik, geeignet für Fortgeschrittene. Sie behandeln Themen wie DNA-Replikation, Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Restriktionsenzyme, Gentransfer-Methoden und die Funktionsweise von Proteinen. Die Karteikarten eignen sich für Studierende und Forscher, die ihr Verständnis der genetischen Prozesse und deren Anwendungen vertiefen möchten, insbesondere in der Biotechnologie und medizinischen Forschung.
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Langue
Allemand
Catégorie
Biologie
Niveau
Autres
Créé / Mis à jour
11.04.2024 / 31.08.2024

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Mitose Cytokinese ( Zwei eigenständige Tochterzellen sind gebildet) 2p

  • Mitochondrien warden zufällig verteilt 
  • Verdoppeln ihre DNA unabhängig

Meiose Ziel 

Trennung der Homologen Chromosomen, Rekombination der Merkmalsausprägung 

Meiose 1 Ziel

Diploider Chromosomensatz ® Haploider

  • Prophase        1

  • 2-Chromatidchromosomen Kondensiert (verdichtet sich) ®werden sichtbar
  • Kernhülle löst sich auf 
  • Zentriolen teilen sich und wandern zu den Polen

  • Metaphase     1

  • Gleich wie bei Mitose außer Crossing-Over
  • Interchromosonale Rekombination 
    • Unterschiedliche Anordnung der Chromosomen
  • Intrachromosonale Rekombination
    • Crossing-Over

Crossing Over 3p

  1. Intrachromosonale Rekombination 
  2. Austausch von Chromosomenabschnitten zu homologen Chromatiden
  3. Crossing Over führt zu neunen Kombinatinen der Merkmalsausprägung

  • Anaphase       1

  • Proteinfäden verkürzen sich ® Schwester chromatide auseinander, hin zu den jeweiligen polen 

  • Telophase       1

  • Zelle schnührt sich mittig ein 
  • Kernhülle bildet sich aus
  • 1 Chromatidchromosom beginnt sich zu entpacken

  • Cytokinese ( Zwei eigenständige Tochterzellen sind gebildet) 2p

  • Mitochondrien warden zufällig verteilt 
  • Verdoppeln ihre DNA unabhängig

Mitose 1 ergebnis

  • Ergebnis: Zwei nicht identische Tochterzellen mit 2-Chromatidchromosomen im Haploiden Chromosomensatz

Meisoe 2 

Exakt gleich wie Mitose 

Ergebnis der Meiose

  • Haploider Chromosomensatz 
  • Oogenese: Eine Haploide Eizelle (andere drei Tochterzellen sterben ab) 
  • Spermatogenese: 4 Haploide Spermien
  • Merkmalsausprägungen werden neu Kombiniert

Crossing Over 3p

  1. Intrachromosonale Rekombination 
  2. Austausch von Chromosomenabschnitten zu homologen Chromatiden
  3. Crossing Over führt zu neunen Kombinatinen der Merkmalsausprägung

Ursachen von Mutationen

Spontane Mutation 

Chemische Mutation

Physikalische Mutation

Spontane Mutation 

  • (ohne äußere Einflüsse sozusagen Lesefehler)
    • Reblikation
      • Lesefehler
      • idR. Repariert durch Reparaturpolymerase

  • Chemische Mutagene

  • Verändern Basen chemisch
    • Basenveränderng 
    • DNA-Reparaturmechanismen funktionieren nicht mehr

  • Physikalische Mutagene 

  • UV-Strahlung
    • Thymindimere
  • Röntgenstrahlung
  • Radioaktive Strahlung
    • Strangbrüche mit erheblichen Folgen
    • Einzel, oder Doppelstrangbrüche

Reperationsmechanismen

  • Endonuklease
    • Erkennt Fehler 
    • schneidet raus
  • DNA-Polymerase
    • Ersetzt ausgeschnittenen Bereich vom 3‘ zum 5‘ Ende 
  • Ligase
    • Verklebt 3‘ -5‘ Lücke

Stammbaumanalysen Fachbegriffe: 5p

  • Gemischterbig = Heterozygot
  • Reinerbig = Homozygot
  • Fillialgenration
  • Genotypisch 
  • Phänotypisch

Stammbaumanalysen vorgehen

  • 2.Frage: x-Chromosonal (Gonosomal) 
    • Wenn rezessiv: 
      • X-Chromosomal ausschließen 
        • Kranke frau suchen ® muss kranken Vater haben
        • Sonst x-Chromosonaler Erbgang ausgeschlossen
    • Wenn dominant
      • X-Chromosonal ausschließen 
        • Kranker Sohn muss kranke Mutter haben
        • Sonst x-Chromosonaler Erbgang ausgeschlossen
  • Y-Chromosonal: Keine Frau ist erkrankt

Stammzellen 3p

Totipotente Stammzellen

Pluripotente Stammzellen

Multipotente Stammzellen

Totipotente Stammzellen

  • Totipotente Stammzellen: „Alles könnend“ 3p
    • Zygote – erste Reifeteilung
      • Unbegrenzt Teilungsfähig
      • Völlig undeterminiert

Pluripotente Stammzellen

  • Pluripotente Stammzellen: „Meiste könnend“ 5
    • Embryonale Stammzelle
      • Nicht mehr voll Entwicklungsfähig
      • Induzierbar (gegen Krankheiten) durch äußere Signalstelle
      • Zellgewebe in Kulturen
      • nicht in die extraembryonalen Gewebe differenzierbar 

Multipotente Stammzellen

  • Multipotente Stammzellen: „Vieles könnend“
    • Adulte Stammzelle
      • Undifferenziert aber bereits determiniert (bsp.: Hautvorläuferzelle, Muskellzelle usw.)

 

Forschung an embryonalen Stammzellen 
Pros 2
Kons 2
Fazit 

  • Pros 2p
    • Bekämpfung monogener Krankheiten: Kann kranke gen ersetzen ® Lebensqualität bessern / Leben retten
    • Potenziell individualisierte Therapien: 
      • Spezifische Therapien werden theoretisch möglich
        • Z.b. Morbis Parkinson
  • Kontras 2p
    • Sicherheitsrisiken und unerwünschte Nebenwirkungen:
      • Unvorhersehbare genetischer Veränderungen ® langfristige Folgen.
    • Begrenzte Anwendbarkeit und ethische Bedenken: 
      • Man verändert leben / Beendet leben
        • Dürfen wir das? 
  • Fazit
    • Man sollte die nutzung von multipotenten stammzellen erlauben
      • weil sie Leben retten kann (zwei pros) 
      • obwohl sie (zwei kons) 
    • Man muss die Forschung einschränken um unnötiges Leid zu verhindern. 
    • Nur wenn man wirklich etwas bewirken kann 
    • Muss genaue Gesetze geben!!!

Genregulation bei Eukaryoten 3p 
 

Nur die Überschriften

  • Vor der Transkription
  • Transkriptional 
  • Postranskriptional

Gnregulation bei Eukaryoten
Vor der Transkription

  • Modifizierung des Chromatins 
    • Acetylierung 
      • Histone werden entpackt 
    • Methylierung 
      • Gegenteil

Genregulation bei Eukaryoten

  • Transkriptional 

  • Transkriptional 
    • Transkriptionsfaktoren
      • Micro RNA ® miRNA
      • Small interfering RNA ® siRNA 
      • Silencer enhancer
      • Allgemeine Transkriptionsfaktoren 
      • Spezifische Transkriptionsfaktoren

Genregulation bei Eukaryoten

 

  • Postranskriptional

  • RNA-Interferenz
  • Stabilität der mRNA
  • RNA-Prozessierung
    • Alternatives Spleißen
    • Länge des Poly-A-Schwanz Adenylierung® Geschwindigkeit des mRNA-Abbaus ®Reguliert transport
    • Zugänglichkeit der Ribosome
    • 5’Cap Gruppe

Vermehrung von Bakterien 2p

  • Asexuell: über mitotische Zellteilung 
  • Abgesehen von spontanen mutationen entstehen sehr rasch identische Bakterienzellen

  • Parasexualität: Horizontaler Gentransfer 

Bedeutung und drei formen

  • Bedutung: Rekombination / Austausch von Genen bei Umweltveränderungen. 
  • Konjugation 
  • Transduktion
  • Transformation

  1. Konjugation: 5p (4 Schritte) (Eine Sonderform = Hier nicht aufsagen) 

  • Gentransfer über Zell-Zell-Kontakt (Sexpilus & Plasmabrücke) 
  • F+-Zelle (Spender/ Donor Zelle) hat F-Plasmid
    1. Fertilisationsfaktor = Gene, die den Zell-Zell-Kontakt ermöglichen, sowie den Gentransfer (ermöglicht durch Sexpilus) 
  • F- - Zelle (Empfänger / Rezipienten Zelle) hat kein F-Plasmid
  • „rolling-circle-mechanismus“ = Gentransfer 
  • Übertragung von Genen wie für Antibiotika Resistenz übertragen (Rekombination) 
  • Sonderform: 4p

  • Sonderform der Konjugation: 4p

  • HFR-Zellen (High Frequency of Recombination) 
    • Insertionssequenz auf f-Plasmid kann das f-Plasmid in Chromosomen DNA einbauen
    • Fertilisationsfaktor im Bakterienchromosom macht Zelle zur HFR-Zelle 
    • Bei Gentransfer werden Teile des Chromosoms übertragen (Rekombination)
    • Empfängerzelle ist rekombinant

Transduktion

begriff + Vierpunkte - Fließschema

Gentransfer über Viren (4P)

  1. Phagen verpacken zufällig Bakterienchromosomstücke mit 
  2. auf die nächste Bakterienzelle übertragen
  3. den Virenbefall überlebt
  4. Bakterienchromosomenstück kann eingebaut werden

Transformation

Begriff * 3 punkte-Fließschema

  1. Aufnahme von nackter DNA“
    • Unter bestimmten Bedingungen
    • In der Natur Selten
    • Hitzeschock (42°): Nimmt Bakterien Fremd DNA auf und Integrieren es in ihr Genom (Bakterienchromosom) 

Natürliche Antibiotika  Definition

Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen gegen andere Mikroorganismen)

Arten des antibiotikas: 
Wie viele ? 

Welche arten

  • 8000 Antibiotika isoliert, 100 werden in der Medizin angewandt
  • Reversible Hemmung (Hemmt Bakterienwachstum) 
  • Abtöten (Bakterizide) 
  • Bakteriostatisch -> Verhindert Fortpflanzung

Bakteriostatisch 

verhindert Fortpflanzung 

  • Wirkungsweise: (5p)

  1. Zerstören die Zellwand aus Murein (Bakterienspezifisch) ® Schadet keinen Eukaryoten
  2. Synthese der Zellmembran wird gestört
  3. Struktur und Replikation des Bakt.-Chr. wird angegriffen (Bakteriozide)
  4. ribosomale Translation wird gehemmt
  5. spezifische bakt. Stoffwechselraktionen werden gehemmt oder zerstört.

Abwehrmechanismen gegen Antibiotika 3p

  • Antibiotikaresistenzgene ® Antibiotika unschädlich
  • Antibiotikaresistenzgene liegen i.d.R auf F-Plasmiden. 
    • F+Bakterien werden angeregt (evtl. Substratinduktion) Resistenzgene weiterzugeben.
  • Entstehen durch Mutationen

Étudier