Genetik Flashcards
(35 cards)
Was ist die DNA?
Die DNA ist die Gesamtheit aller Bauanleitungen für verschiedenste Proteine
Was ist ein Gen?
Ein Gen ist ein bestimmter Teilabschnitt der DNA, der den Bauplan für ein spezifisches Protein enthält
Woraus besteht ein Nucleotid?
- Zucker Desoxyribose (C5-Körper)
- Phosphatgruppe (am 5. C-Atom der Desoxyribose)
- einer Base (Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin)
Wie verlaufen die Einzelstränge zueinander und welche Bedeutung hat das?
Die Einzelstränge verlaufen antiparallel: ein Strang verläuft von 5‘-Ende zu 3‘-Ende und der andere Strang verläuft von 3‘-Ende zu 5‘-Ende
relevant, weil die Enzyme für die Proteibiosynthese und die semikonservative Replikation nur in bestimmte Richtungen arbeiten können
Wie heißt der Vorgang der DNA-Replikation?
semikonservative Replikation
Welche Aufgabe erfüllt die Topoisomerase in der semikonservativen Replikation?
- Die Topoisomerase entspiralisiert die DNA
Welche Aufgabe erfüllt die Helikase in der semikonservativen Replikation?
Die Helikase trennt die Wasserstoffbrücken zwischen den Basen auf, sodass zwei Einzelstränge vorliegen
Welche Aufgabe erfüllen die Primasen in der semikonservativen Replikation?
- Die Primasen katalysieren in 3‘-5‘-Richtung die Bildung von kurzen RNA-Molekülen, den Primern. Dies geschieht am 3’-5’-Strang (Leitstrang) nur einmal und am 5‘-3‘-Strang mehrfach in regelmäßigen Abständen.
Welche Aufgabe erfüllen die DNA-Polymerasen III in der semikonservativen Replikation?
- Die DNA-Polymerasen III verlängern die RNA-Primer in in 3‘-5‘-Richtung des Matrizenstrangs. Es entsteht eine kontinuierliche Kopie des 3‘-5‘-Strangs, der kontinuierliche Strang. Am 5‘-3‘-Matrizenstrang entstehen zunächst kürzere Abschnitte (Okazaki-Fragmente)
Welche Aufgabe erfüllen die DNA-Polymerasen I in der semikonservativen Replikation?
Die DNA-Polymerasen I entfernen die RNA-Primer und ersetzen sie durch einen entsprechenden DNA-Abschnitt.
Welche Aufgabe erfüllen die Ligasen in der semikonservativen Replikation?
Die Ligasen verknüpfen die Okazaki-Fragmente zu einer kontinuierlichen Kopie. Dieser Doppelstrang wird diskontinuierlicher Strang (Folgestrang) genannt.
Welche sechs Enzyme sind wichtig für die semikonservative Replikation?
- Topoisomerase
- Helikase
- Primase
- DNA-Polymerase III
- DNA-Polymerase I
- Ligase
Wer hat wie die semikonservative Replikation nachgewiesen und wie läuft das Experiment ab?
der Beweis der semikonservativen Replikation geht auf Matthew Meselson und Franklin Stahl zurück
Ablauf:
1. Coli-Bakterien werden lange nur mit „schwerem“ Stickstoff versorgt, weshalb die DNA nach mehreren Generationen fast komplett aus schwerem Stickstoff besteht.
2. anschließend wird ihnen wieder „leichter“ Stickstoff verabreicht und nach jeder Replikation wird die DNA durch Zentrifugation untersucht.
3. es zeigte sich, dass die schweren Einzelstränge getrennt wurden, wodurch die konservative Replikation, die ebenfalls als Hypothese im Raum stand entkräftet wurde.
In welche zwei großen Teilschritte unterteilt sich die Proteinbiosynthese und wie heißen die Unterschritte?
Die Proteinbiosynthese, also der Bau eines Proteins nach einem genetischen Plan, unterteilt sich in die beiden Teilschritte Transkription und Translation
Diese bestehen beide aus den drei Phasen Initiation, Elongation und Termination.
Wie läuft die Initiation der Transkription ab?
- die RNA-Polymerase fährt den DNA-Strang ab, bis sie die Startsequenz ( 5‘-TATA-3‘) findet
- dort setzt sie an und löst die Wasserstoffbrückenbindungen
=> es entsteht eine ca. 20 Basenpaare lange blasenartige Auftrennung - die RNA-Polymerase muss in 5‘-3‘Richtung synthetisieren und fährt den Matrizenstrang daher in diese Richtung ab
Wie läuft die Elongation der Transkription ab?
- die RNA-Polymerase synthetisiert eine mRNA, indem sie die komplementären Basen miteinander verknüpft
- anstatt Thymin wird Uracil genutzt
- nach der RNA-Polymerase löst sich der RNA-Strang und die DNA-Stränge verknüpfen sich und spiralisieren wieder
Wie läuft die Termination der Transkription ab?
- die Synthese der RNA wird so lange fortgeführt, bis die RNA-Polymerase an den Terminator (Stopp-Sequenz) gelangt
- die Verlängerung des RNA-Moleküls wird beendet, sowohl die RNA als auch die RNA-Polymerase lösen sich vom codogenen DNA-Strang
- das Ergebnis, das RNA-Molekül ist wesentlich kürzer und beweglicher als die gesamte DNA
Wie läuft die Initiation der Translation ab?
- eine kleine ribosomale Untereinheit bindet an die mRNA und fährt diese bis zum Startcodon (AUG) ab
- eine komplementäre tRNA mit der Aminosäure Methionin bindet daran
- an diesen so genannten Initiationskomplex bindet dann die große Untereinheit des Ribosoms
Wie läuft die Elongation der Translation ab?
- jede tRNA mit einer neuen Aminosäure bindet zuerst an der A-Stelle (Aminosäure-Stelle)
- unter Energieaufwand wird das an der P-Stelle (Polypeptid-Stelle) befindliche Polypeptid auf die an der A-Stelle befindliche Aminosäure übertragen, die Polypeptid-Kette verlängert sich
- das Ribosomen rückt weiter, sodass die unbeladene tRNA auf die E-Stelle (Exit-Stelle) rückt und wieder freigesetzt wird und die tRNA mit der Polypeptid-Kette auf die P-Stelle rückt
Was sind die fünf signifikanten Eigenschaften des genetischen Codes?
- der genetische Code ist eindeutig: jedes Codon codiert für genau eine Aminosäure
- der genetische Code ist redundant: es gibt 64 Kombinationsmöglichkeiten, aber nur 20 Aminosäuren (+ 3 Stoppcodons), die meisten Aminosäuren werden also von mehreren Basentripletts codiert
- der genetische Code ist nicht überlappend: jedes Nucleotid gehört zu einem Basentriplett, das heißt, dass es keine Überlappungen gibt
- der genetische Code ist kommafrei: es gibt keine bedeutungslosen Nucleotide bzw. die Codons schließen direkt aneinander an
- der genetische Code ist universell: er gilt für fast alle bekannten Lebensformen auf der Erde
Wie läuft die Termination der Translation ab?
- wenn sich ein Stoppcodon (UAA, UAG oder UGA) an der A-Stelle befindet, stoppt der Prozess
- ein Protein, der Terminationsfaktor lagert sich an => katalysiert die Ablösung des Polypeptids von der tRNA
- das Ribosom zerfällt wieder in seine Einzelteile
Wie unterscheidet sich der Aufbau der DNA bei Eucaryoten und Procaryoten?
Bei Procaryoten ist die DNA ringförmig und enthält keine Histone
Bei Eucaryoten liegt die DNA in Chromosomen vor und enthält Histone
Wie unterscheidet sich die räumliche Aufteilung der Proteinbiosynthese bei Procaryoten und Eucaryoten?
Bei Procaryoten finden sowohl Transkription als auch Translation im Cytoplasma statt, weil es keinen Zellkern gibt
Bei Eucaryoten findet die Transkription im Zellkern statt, weil dort die DNA vorliegt, und die Translation im Cytoplasma, weil dort die Ribosomen zu finden sind
