Bio-PHZH | Themenkreis 8: Genetik

Die DNA (Desoxyribonucleinsäure) findet man hauptsächlich im Kern. Die Reihenfolge der Nucleotide (A, C, G und T) enthält die vererbbare Information für den Bau, die Entwicklung und den Betrieb, das sog. Erbgut.

Die DNA enthält die Information für den Aufbau aller Eiweisse. Die Reihenfolge der Nucleotide in einem Gen bestimmt die Reihenfolge, in der die Aminosäuren zum entsprechenden Eiweiss-Molekül verknüpft werden.

Das DNA-Molekül besteht aus zwei parallel liegenden Polynucleotidketten.

Jedes Nucleotid der DNA besteht aus einem Zucker (Desoxyribose), einem Phosphat und einer organischen Base (Adenin, Thymin, Guanin oder Cytosin).

Die beiden Doppelstränge bilden eine Doppelhelix: Sie winden sich gemeinsam um eine gedachte zentrale Achse. Das Molekül hat die Form einer gewundenen Strickleiter, in der die Zucker-Phosphat-Ketten die tragenden Stricke und die Basen die Sprossen bilden. Eine Windung eines Strangs besteht aus 10 Nucleotiden.

Alle Sprossen sind gleich breit. Sie bestehen entweder aus Adenin (A) und Thymin (T) oder aus Guanin (G) und Cytosin (C). – Die Basen A und T bzw. G und C sind komplementär.

Die bei den Stränge der Doppelhelix werden zusammengehalten durch zwischenmolekulare Kräfte (Wasserstoftbrücken) zwischen den komplementären Basen.

Lebewesen speichern ihre gesamte Erbinformation in Form der Nucleinsäure DNA.

Jede Zelle enthält dabei die komplette Erbinformation.

Die Sequenz der Nucleotide speichert die genaue Erbinformation.

Ribonucleinsäuren dienen bei der Umsetzung der genetischen Information als Boten (mRNA) und Übersetzer (tRNA). Ihre Nucleotide enthalten den Zucker Ribose und die Basen Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Uracil (U).

Länge:

• Sehr lang (lOOOde Gene lang)

Nukleinsäure:

• Desoxyribonukleinsäure

Bausteine:

• Nukleotide (Zucker + Phophat+ Base)

Basen:

• A,T,G,C

Zucker:

• Desoxyribose

Anzahl Stränge:

• doppelsträngig

Stabilität/Lebensdauer:

• Sehr stabil (ein Leben lang)

Enthält welche Information?

Enthält alle Informationen für gesamten Organismus

Aufenthaltsort:

• Bleibt im Kern

Art der Information:

Informationsspeicher

Generelles Vorkommen:

• Im Zellkern, in den Mitochondrien und Plastiden

Länge:

• Nur sehr kurz (ein Gen lang)

Nukleinsäure:

• Ribonukleinsäure

Bausteine:

• Nukleotide (Zucker + Phophat+ Base)

Basen:

• A,U,G,C

Zucker:

• Ribose

Anzahl Stränge:

• einzelsträngig

Stabilität/Lebensdauer:

• Zerfällt rasch (Min - Std)

Enthält welche Information?

Enthält Info von einem Gen

Aufenthaltsort:

• Verlässt den Kern → Plasma

Art der Information:

Informationsüberträger

Generelles Vorkommen:

• Zellkern, Plasma, Mitochondrien und Plastiden

Zu den grundlegenden Merkmalen lebender Zellen zählt die Fähigkeit, sich zu teilen. Damit beide Tochterzellen die ganze Erbinformation erhalten, muss die DNA vor der Teilung verdoppelt werden. Diese Verdoppelung oder Replikation der DNA geschieht im Zellzyklus in der Synthese-Phase während der Interphase.

Eine menschliche Zelle braucht für die Verdoppelung ihrer DNA mit ca. 6 Milliarden Nucleotiden etwa 9 Stunden." In einer Sekunde werden ca. 200'000 Nucleotide verknüpft.

Der Aufbau der DNA aus zwei komplementären Einzelsträngen (sich ergänzende Einzelstränge ) bildet eine ideale Grundlage für ihre Verdoppelung.

Die Replikation verläuft nach dem folgenden Prinzip:

Der Doppelstrang öffnet sich durch die Wirkung des Enzyms Helicase.

An jedem Strang lagern sich die komplementären Nucleotide an und werden mithilfe des Enzyms DNA-Polymerase untereinander zu einem neuen Strang verknüpft. Jeder der beiden Einfachstränge wird zu einem Doppelstratig ergänzt.

Da es immer nur eine mögliche Basenpaarung gibt, haben die zwei neuen Stränge die gleiche Sequenz wie der ursprüngliche.

Die Replikation ist semikonservativ, d.h., jeder der gebildeten Doppelstränge besteht aus einem alten und einem neuen Einfachstrang.