Genetik

1. Uracil statt Tymin

2. Liegt meist Einsträngig vor

3. Ribose statt Deoxiribose

1. m-RNA (messenger RNA)

   linearer Einzelstrang der den Bauplan der DNA zu den Ribosomen transportiert

2. t-RNA (transport RNA)

   liegt in Kleblattstruktur vor und ist an der Proteinsynthese Beteiligt indem sie Aminosäuren transportiert

3. r-RNA (ribosomalemRNA)

   liegt geschwungen vor und ist am Aufbau der Ribosomen beteiligt

1. Speicherung der genetischen Information

2. Weitergabe bei Zellteilung (DNA-Replikation)

3. Steuerung der Proteinsynthese (über genetischer Code)

4. Grundlagen für Merkmale und Variation

1. Die Helikase entspiralisiert die DNA und trennt die Stränge unter ATP-Verbrauch auf

2. Es lagern sich Proteine am aufgetrennten Strang an um diesen zu stabilisieren

3. Die RNA-Primase synthetisiert den RNA-Primer

4. Die DNA-Polymerase setzt an den RNA-Primer an katalysiert dort von 5’ nach 3’ die Verknüpfung der Komplimentären Nukleotide

5. Ist die Replikation abgeschlossen, werden die RNA-Primer mithilfe spezifischer Enzyme entfernt und von der DNA-Polymerase durch DNA-Nucleotide ersetzt

6. Die Okazaki-Fragmente des diskontinuirlichen Stranges werden durch die Ligase miteinander Verknüpft

Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Information für ein Protein enthält.

Diese Information wird über den genetischen Code in ein Protein umgesetzt.

Das Protein beeinflusst Struktur und Funktion der Zelle und bestimmt so das Merkmal

Abfolge mehrerer von einander abhängiger Stoffwechselvorgänge die von Produkten verschiedener Gene gesteuert werden

1. Die DNA wird in eine mRNA translatiert

2. Die prä-mRNA wird von einem Spleißosom prozessiert

3. Die reife mRNA verlässt den Zellkern und fädelt in ein Ribosom ein

4. Im Ribosom wird die mRNA in eine Aminosäure Kette translatiert

5. Es liegt ein fertiges Protein in der Primärstruktur vor

1. Initation: Die RNA-Polymerase Entspiralisiert und spaltet die DNA in der Promotor-Region und bindet anschließend an diese

2. Elongation: Die RNA-Polymerase liest den codogenen Strang ab und führt die jeweils zur DNA komplimentären Nukleotide heran und verknüpft diese zu einer prä-mRNA, sie arbeitet dabei von 5’ nach 3’. Hinter ihr löst sich due RNA von der DNA und die Doppelhelix schließt sich wieder.

3. Termination: Nach dem Ablesen der Terminatorsequenz löst sich die RNA-Polymerase von der DNA und setzt dadurch die mRNA endgültig frei.

1. Terminator Sequenz

2. Nicht codogener Strang

3. 5’-Ende

4. prä-mRNA

5. Promotor Sequenz

6. Codogener Strang

7. 3’-Ende

8. RNA-Polymerase

Die Intron-Sequenzen werden herausgeschnitten und die verbliebenen Exon-Sequenzen miteinander verknüpft. Es wird eine 5’-Cap-Struktur (am 5’-Ende) und ein Poly-A-Schwanz (am 3’-Ende) angefügt die Zersetzung durch Enzyme verhindern.

Eine aus einer DNA-Sequenz folgende prä-mRNA kann unterschiedliche prozessiert werden, sodass daraus verschiedene reife mRNAs entstehen können die verschiedene Proteine codieren

1. Initation: kleine Ribosomeneinheit bindet an mRNA und die erste beladene tRNA bindet an das Startcodon. Die große Ribosomenuntereinheit lagert sich an und es entsteht ein Initiationskomplex.

2. Elongation:

   beladene tRNA dockt in der A-Stelle an

   Die Aminosäure der tRNA in der A-Stelle wird mit der Polypeptidkette die sich an der tRNA der P-Stelle befindet verknüpft und das Ribosom wandert ein Codon weiter

   Die tRNA an der E-Stelle wird freigegeben

3. Termination: Ribosom erreicht Stoppcodon, die Polypeptidkette wird freigesetzt und das Ribosom löst sich von der mRNA

1. Aminosäure

2. Beladene tRNA

3. Große ribosomale Untereinheit

4. Kleine ribosomale Untereinheit

5. A-Stelle

6. P-Stelle

7. E-Stelle

8. mRNA

9. Freigesetzte tRNA

10. Polypeptidkette

1. Ort:

   Eukarioten -> Zellkern und Cytoplasma

   Prokarioten -> nur Cytoplasma

2. Ablauf:

3. Eukarioten -> Transskription und Translation getrennt

   Prokarioten -> gekoppelt

4. mRNA-Verarbeitung:

   Eukarioten -> Splißen der mRNA

   Prokarioten -> keine

5. Gene:

   Eukarioten -> mit Introns und Extrons

   Prokarioten -> keine Introns

1. Tripplett-Code: 3 Basen = 1 Aminosäure

2. Universell: gleiche Basencodons in fast allen Organismen

3. Degeneriert: mehrere Codons codieren dieselbe Aminosäure

4. Start- und Stop-Codons: markieren Beginn und Ende der Translation

5. Nicht überlappend: Codons werden nacheinander gelesen

6. Linear: es wird immer von 5’ nach 3’ gelesen

1. Ein Operon ist eine Funktionseinheit aus Promotor, Operator und Strukturgen

2. Der Promotor ist die Bindungsstelle für die RNA-Polymerase, am Operator kann ein Repressor binden, der die Transskription verhindert

3. Der Repressor wird von einem Regulatorgen codiert, welches sich in einiger Entfernung vom Operon auf dem selben Gen befindet.

Eine Form der Genregulation bei Prokaryoten bei dem ein Gen nur dann aktiviert wird wenn ein bestimmtes Substrat vorhanden ist

1. Normalzustand: Repressor bindet am Operator -> Transkription ist blockiert

2. Substrat vorhanden: Substrat bindet an den Repressor -> Repressor ist inaktiv und das Gen kann Transskribiert werden

Beispiel: lac-Operon bei Lactose

Form der Genregulation bei Prokarioten bei der Gene normal aktiv sind aber abgeschaltet werden wenn das Endprodukt vorhanden ist

1. Normalzustand: Gen ist aktiv -> Enzyme für Synthese werden gebildet

2. Endprodukt ist vorhanden: Endprodukt bindet an den Repressor -> Repressor wird aktiviert und Transkription gestoppt

Beispiel: Trp-Operon bei Tryptophan

Nicht alle Gene einer Zelle sind gleichzeitig aktiv

1. Regulatorgen

2. DNA

3. Transkription

4. mRNA

5. Translation

6. aktiver Repressor

7. Promoter

8. lac-Operon

9. Operator

10. RNA-Polymerase

11. Strukturgene

12. Keine Enzymsynthese

1. Regulatorgen

2. DNA

3. Transkription

4. mRNA

5. Translation

6. aktiver Repressor

7. Inaktiver Repressor

8. RNA-Polymerase

9. Transkription

1. Regulatorgen

2. DNA

3. Transkription

4. mRNA

5. Translation

6. inaktiver Repressor

7. trp-Operon

8. Promotor

9. Strukturgen

10. Operator

11. RNA-Polymerase

12. Transkription

13. mRNA

1. Regulatorgen

2. DNA

3. Transkription

4. mRNA

5. Translation

6. inaktiver Repressor

7. Tryptophan (Endprodukt)

8. aktiver Repressor

9. RNA-Polymerase

10. Operator

11. Keine Enzymsynthese

1. Prätranskriptionale Regulation:

   Transkriptionsfaktoren

   DNA-Methylierung

   Histonmodifikation

2. Posttranskriptionale Regulation:

   RNA-Interferenz