Grundlagen der Genetik: DNA, RNA und Vererbung

Grundlagen der Genetik: DNA und Erbinformation

ITEM 5: DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein Material, das die Erbinformation enthält (beispielsweise für den Körperbau oder die Augenfarbe).

Komponenten der DNA und Nukleotide

• DNA-Komponenten: Monosaccharid (Zucker), Phosphorsäure und Nukleobasen.
• Nukleotid-Komponenten: Ein Nukleotid besteht aus einer Nukleobase, einem Monosaccharid und Phosphorsäure.
• Stickstoffbasen (Nitrogenadas): Cytosin, Guanin, Thymin (in der DNA), Uracil (in der RNA) und Adenin.

Struktur und Replikation

Doppelhelix: Dies ist die Form, die entsteht, wenn zwei Ketten von Nukleotiden einander gegenüberstehen; sie bilden zusammen eine Struktur, die einer Wendeltreppe gleicht.

Klon: Stammzellen, die das gleiche genetische Material wie ihre Eltern besitzen.

Chromosomen und Karyotyp

• Teile eines Chromosoms: Chromatiden, die durch einen Punkt, das Zentromer, verbunden sind.
• Bestandteile eines Chromosoms: DNA sowie Proteine wie Protamin oder Histone.
• Karyotyp: Der Satz von Chromosomen eines Individuums, geordnet in Paaren. Beim Menschen sind dies 46 Chromosomen, aufgeteilt in 22 homologe Paare und ein Paar Geschlechtschromosomen (Männer: XY, Frauen: XX).

Gene, Genotyp und Phänotyp

Gen: Ein Segment der DNA mit der Information, ein bestimmtes Protein zu produzieren.

Genotyp: Der gesamte Satz von Genen eines Individuums.

Phänotyp: Das äußere Erscheinungsbild eines genetischen Merkmals.

Allele: Verschiedene Variationen, die ein und dasselbe Gen aufweisen kann.

Proteine und ihre Funktionen

Funktionen der Proteine: Sie schützen den Körper und bieten die nötige Konsistenz, transportieren Substanzen, aktivieren Abwehrmechanismen und ermöglichen Bewegungen. Zudem verpacken sie Erbmaterial, empfangen Signale oder fördern biochemische Reaktionen.

Genetischer Code und RNA

• Codon: Ein Triplett von Basen, das für eine Aminosäure in einem Protein kodiert.
• Degenerierter Code: Dies bedeutet, dass es mehr Tripletts von Basen gibt, als für die Kodierung der Aminosäuren notwendig sind.
• Differenz zwischen RNA und DNA: Die RNA enthält Ribose, während die DNA Desoxyribose enthält.
• RNA-Typen: Boten-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA), ribosomale RNA (rRNA) und nukleoläre RNA.
• Übersetzung (Translation): Die Übertragung von Informationen von der mRNA zum Protein.
• Transkription: Der Prozess, bei dem die Information von der DNA auf die mRNA übertragen wird.
• Anticodon: Dieses ist in der tRNA zu finden.

Mutationen und genetische Variationen

• Mutation: Eine Änderung in der Reihenfolge der Bausteine (Nukleotidsequenz) der DNA.
• DNA-Polymorphismus: Wenn eine Mutation in einem Bereich der DNA auftritt, der kein Gen kodiert, und somit keine Veränderung des Proteins verursacht.
• Pathologische Mutationen: Mutationen, die zu großen Veränderungen in Proteinen führen und Krankheiten im Körper verursachen können.
• Gründereffekt: Wenn eine Unterart oder eine kleine Gruppe von Gründern Träger eines relativ seltenen Allels ist, kann dieses Allel in der neuen Population mit einer hohen Frequenz fixiert werden.
• Polydaktylie: Eine Krankheit, die das Auftreten zusätzlicher Finger an Händen und Füßen verursacht.

Zusätzliche Definitionen

Hereditäres Material: Nukleinsäuren. Die DNA besteht aus Molekülen von vier Einheiten (Nukleotiden), die einfach und kombiniert wiederholt werden. Ein Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe und einem Zucker, der pentagonal (fünfeckig) geformt ist.

Gametogenese: Die Produktion von Fortpflanzungszellen (Gameten). Dabei entsteht eine mobile Zelle mit 23 Chromosomen aus einer Vorläuferzelle.

Funktion der Boten-RNA: Sie trägt die Informationen zu den Ribosomen, um Proteine zu synthetisieren.