Genetik

Einführung in die Genetik

Einführung in die Genetik


S. G.
Diese Lernkarten decken grundlegende Konzepte der Genetik für den Mittelschulbereich ab. Sie behandeln Themen wie DNA, Gene, Proteine, RNA, Chromosomen und Vererbung, wobei Prozesse wie Transkription, Translation und Mutationen im Mittelpunkt stehen. Die Karteikarten sind ideal für Schüler, die die Grundlagen der Genetik verstehen und vertiefen möchten, um biologische Zusammenhänge besser nachzuvollziehen.
Karten
95
Lernende
4
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Mittelschule
Erstellt / Aktualisiert
16.03.2016 / 24.10.2025

Lernkarten

mRNA

- messenger RNA
- einzelsträngige RNA
- dient als Matrize der Proteinbiosynthese
- wird nicht direkt vom Gen abgelesen
- die mRNA enthält Sequenzen die nicht für ein Protein codieren
 

rRNA

- ribosomale RNA
- trägt zum Aufbau des Ribosoms bei

siRNA

- small interfering RNA & miRNA = microRNA
- sind an Regulation, De- und Inaktivierung von Genen beteiligt, steuern so Prozesse wie Proliferation (Wachstum oder Vermehrung eines Gewebes; z.B. in Abheilungsphase) oder Apoptose

tRNA

- transfer RNA
- Hilfsmolekül in der Proteinsynthese
- transportiert das komplementäre Anti-Codon mit passender Aminosäure zum Ribosom 

Anti-Codon= Basentriplet (Codon), mit dem sich die tRNA im Zuge der Translation der Proteinsynthese an das Codon der mRNA bindet

Genexpression: Informationsfluss Gen - Protein

- Bildung eines von einem Gen kodierten Genproduktes, vor allem von Proteinen oder RNA-Molekülen
- besteht aus Transkription und Translation

Proteinbiosynthese

Überbegriff für alle Prozesse, die zur Neubildung von Proteinen in Zellen betragen

Transkription - Abschreiben

- im Zellkern befindliche Gen wird abgelesen, die Transkription erfolgt also im Zellkern

1.) Promoter bestimmt den Startpunkt an der DNA
RNA-Polymerase entspiralisiert den jeweiligen Strang und legt zwischen 10 und 20 Basen frei, für das Kopieren wird der Antisensstrang verwendet, welcher ein 5'-Ende in Richtung der Aufspaltung hat

2.) RNA-Polymerase fügt die passenden Nukleotide hinzu (Adenin - Uracil, Guanin - Cytosin)

3.) Prozess wiederholt sich bis RNA-Polymeras auf Terminator trifft, so entsteht ein komplementärer RNA-Strang, bei dem die DNA-Base Thymin durch Uracil ersetzt ist

4.) bis die RNA als reife messenger RNA (mRNA) bezeichnet wird, durchläuft sie einige Stufen (Prozessierung):
     - Capping: während Synthese wird am 5'-Ende der RNA eine Cap-Struktur angehängt, die zum Schutz vor Abbau und als Signal zum Transport aus dem Zellkern dient
     - Polyadenylierung: Poly(A)-Schwanz wird am 3'Ende hinzugefügt, ist für höhere Stabilität der mRNA und die Initiation der Translation am Ribosom zuständig
    - Editing: Basen werden ausgetauscht, anderes Protein entsteht 
    - Splicing: Introns werden entfernt und Exons verbunden

Translation - Übersetzen

- nach Transport der mRNA durch die Poren der Zellkernmembran bewegt sie sich durchs Zytosol, bis sie auf freies Ribosom trifft

  • Initialphase:
    - Untereinheit des Ribosoms wandert so lange die Kette der mRNA entlang, bis sie auf Start-Codon AUG stößt
    - da es keine strukturelle Verwandschaft zwischen Codon und passender Aminosäure gibt, braucht es Zwischenstück → tRNA
    - kleeblattförmige tRNA mit Basentriplet UAC heftet sich an Codon und bildet Initiationskomplex
     
  • Elongationsphase:
    - zwischen ribosomalen Untereinheiten befinden sich drei Bindungsstellen:: A,P, E
    - Ribosom befindet sich im prätranslationalen Zustand
    - A-Stelle trägt mRNA - tRNA Anti-Codon Komplex, die P-Stelle die tRNA mit der entstehenden Polypeptid-Kette
    - Polypeptidkette wird von der tRNA der P-Stelle auf die tRNA der A-Stelle verschoben
    - Ribosom wechselt in postranslationalen Zustand und kann mRNA-Kette um drei Basen weiterrücken
     
  • Termination:
    - wird Stop-Codon erreicht wird die Translation abgebrochen
    - Polypeptidkette wird aus Ribosom entlassen
    - bis zum fertigen Protein werden noch einige posttranslationalen Modifikationen durchlaufen
    - fertigen Proteine werden zu verschiedenen Zellorganellen bzw Einsatzorten transportiert

Zellteilung - Zytokinese

Teilung der Zelle in eine neue oder mehrere Tochterzellen; zwei Formen: Mitose und Meiose

Euchromatin

aufgelockert, hier findet die meiste transkriptorische Aktivität statt

Heterochromatin

verdichtet, hauptsächlich inaktiv

Exons

- kodierende Abschnitte der DNA eines Gens
- bleiben nach dem Splicen erhalten

Introns

- nicht-kodierende Abschnitte der DNA innerhalb eines Gens

Translation - allgemein

- Synthese von Proteinen in den Zellen lebender Organismen anhand der kopierten genetischen Informationen 
- wesentlicher Teilprozess der Genexpression im Anschluss an die Transkription, mit der eine komplementäre Kopie von DNA-Informationen auf einzelne RNA-Stränge überschrieben wurde
- bei der Translation wird nun die Basensequenz eines mRNA-Moleküls in die entsprechende Aminosäuresequenz eines Polypeptids übersetzt und so ein Protein gebildet 
- dafür bedarf es im Cytosol Ribosomen

 

 

Arten von Mutationen

  • Genmutation: Mutation, die auf einen bestimmten Gen-Abschnitt beschränkt ist. Die kleinste Form der Genmutation ist die Punktmutation, die nur ein Nukleotid betrifft. 
     
  • Chromosomenmutation: Mutation, bei denen Teile von Chromosomen falsch eingebaut werden oder ganz verloren gehen.
     
  • Genommutation: Mutation, bei denen ganze Chromosomen vermehrt auftreten oder verloren gehen.

Lernen