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Die Desoxyribonucleinsaure - DNA, RNA




Die Desoxyribonucleinsäure besteht aus 2 Molekülketten, deren Grundbausteine Nucleotide genannt werden. Jedes dieser Nucleotide besteht nun aus 3 Teilen;aus einem Phosphormolekül und einem Zuckermolekül, die abwechselnd eine Kette bilden und einer Base, die immer an das Zuckermolekül gebunden ist. Die Basen verbinden die beiden Stränge miteinander. Die 4 Basen sind Guanin, Cytosin, Adenin und Thymin, wobei sich Guanin immer nur mit Cytosin paaren kann und Adenin nur mit Thymin. Adenin ist hierbei mit Thymin über 2 Wasserstoffbrückenbindungen verbunden und Cytosin mit Guanin über 3 WBB. Dieser Doppelstrang ist nun noch schraubig gedreht, man spricht von einer Doppelhelixstruktur. Die Stränge sind nun also nicht identisch, sondern komplementär, jade der Basen hat ja wie gesagt seinen festen Partner des anderen Stranges.


In einem Chromosom ist nun dieser DNA-Strang nicht gestreckt, er windet sich um kuglige Proteinkomplexe, den HIstonen ( 1,5-2 mal umwunden), bildet mit diesen ein Nucleosom und geht zur nächsten Kugel weiter. Aufgrund dessen ist dieser Faden (Chromatinfaden nur 1/6 mal so lang wie der vollständig gestreckt (vorgestellte) DNA-Strang





Die semikonservarive (Tochter) Replikation des DNA-Stranges geschieht auf folgende Weise:Am Anfang werden die beiden komplementären Stränge durch das Enzym Helicase getrennt, den getrennten Bereich nennt man Replikationsgabel. Zur DNA-Replikation gehören nun verschiedene Enzyme, u.a.die DNA-Polymerase, die einzelne Nucleotide zu einem DNA-Strang verknüpft.Die Verdopplung der DNA kann aber nur in 3'nach5' Richtung dem vorhandenen Einzelstrang entlang ablaufen.,da die Polymerase die neuen Stränge nur in 5' nach 3' Richtung herstellen kann. Der eine Strang kann deshalb als Ganzes (von unten her auf den noch geschlossenen Bereich zu ) synthetisiert werden, der andere nur teilweise, die Polymerase muß immer wieder neu am geöffneten Stück ansetzen(vom geschlossenen auf den geöffneten Bereich zu).Diese neuen Teilstücke werden durch das Enzym Ligase miteinander verbunden. Die einzelnen Teilstücke nennt man Okazaki-Stücke.


Transkription: Für die Bildung von neuen Proteinen, die aus vielen Aminosäuren bestehen, muß die genetische Information, die sich auf der DNA im Zellkern befindet, auf die einzelnen Aminosäureteile übertragen werden. Deshalb muß von der DNA eine

Kopie hergestellt werden, die kleiner ist als diese, die m-RNA(Messenger).Dazu werden die beiden DNA-Stränge örtlich voneinander getrennt und eine vorübergehende Entwindung der Doppel-Helix tritt auf. An einem Strang(dem codogenen Strang) der DNA lagern sich komplementär zur Basensequenz RNA-Moleküle an. Der Vorgang, den man Transskriptiion nennt, geht folgendermaße vonstatten: An dem einen der beiden entwundenen DNA-Stränge (codogener Strang) setzt sich die RNA-Polymerase. Sie liest den Strang in 3'nach5'Richtung ab.(kann ja nur in 5'3'Richtung synthetisieren) und bildet einen komplementären Strang, der sich aber in folgendem von der DNA unterscheidet: Er hat einen anderen Zuckerteil  (die Ribose) und anstatt der Base Thymin kommt hier die Base Uracil vor. Es wird nur ein kleiner Teil des DNA-Stranges abgelesen. Es gibt auf ihm spezifische Start- und Stoppsignale. Die jetzt neu synthetisierte m-RNA löst sich vom codogenen Strang und die Entwindung wird rückgängig gemacht.


Die Reihenfolge der Aminosäuren muß in der m-RNA (letztlich in der DNA)

kodiert vorliegen,um das richtige Protein h erzustellen. Auf vier Basen kommen

jedoch 20 Aminosäuren (der genetische Code arbeitet mit den 4 Basen als

Zeichen). Also muß auf drei Basen jeweils eine Aminosäuren kommen,denn

vier hoch 3 = 64(4 ho ch 2 nur 16). Es ergeben sich daraus 64 Möglichkeiten,

eine Aminosäure zu bestimmen. Diese Gruppen von drei Basen nennt man

Basentriplet.(ein Basentriplet = ein Codogen ). Einem dieser Triplets wird

nun eine bestimmte Aminosäure zugeordnet. Bei 64 Möglichkeiten passen

oftmals mehrere Codes auf eine Aminosäure, man spricht hier von einem

degenerierten Code. Es gibt nun verschiedene Start- und Stopp-Codons, die

nach der Lesung wegfallen. Der genetische Code, den man auf der Code-

Sonne ablesen kann, gilt für die m-RNA.


Vor der Mitose fand die Replikation in der Interphase statt (und die Synthese



der Chromosomenproteine). In der Prophase verdichten sich die Chromosomen.

Man kann schon die beiden Chromatiden, die am Zentromer zusammengehalten

sind, erkennen. Am Ende der Prophase löst sich die Kernmembran auf. In der Meta-

phase sind die Chromosomen maximal verkürzt, die Spindelfasern sind gebildet.

Die Chromosomen rücken in die Aquatorialebene. In der Anaphase teilen sich

die Zentromere jedes Chromosoms, die Chromatiden wandern mit dem Zentromer

voran zu den entgegengesetzten Polen. In der Telophase befindet sich dann an den

Polen je ein Chromatid jedes einzelnen Chromosoms. Jetzt löst sich die Kernspin-

del auf und es bildet sich die neue Kernmembran, danach entwinden sich die

Chromatiden wieder und die Zelle befindet sich wieder im Interphasestadium.


Meiose: Während der Meiose wird der diploide (2n)Chromosomensatz, der

durch das Verschmelzen je eines einfachen Satzes beider Keimzellen in der

Zygote auftritt (Befruchtung), auf den einfachen haploiden (n) Satz reduziert.

Die Meiose besteht aus Reifeteilung 1+2.In der Interphase werden die Chro-

matiden verdoppelt. In der Prophase verdichten sich die Chromosomen,

werden sichtbar. Die homologen Chromosomen ordnen sich hierbei parallel

zueinander an, sie bilden ein Bi-Valent,das eine viersträngige Struktur hat.

Die Kernmembarn löst sich auf. In der Metaphase 1 rücken die Bivalente in

die Aquatorialebene, die Spindelfasern bilden sich. In der Anaphase 1 werden

die homologen Chromosomen des Bi-Valents geteilt und wandern mit den

Zentromeren voran zu den Polen, die Verteilung ist zufallsbedingt.In der Telophase,

nach dem Auflösen der Spindelfasern, werden die 2 Chromatid-Chromosomen (Mitose:1 Chromatid) vorübergehend von einer neuen Kernmembran eingeschlos-

sen. An jedem Pol liegt ein vollständiger haploider Satz vor.Die Phasen der Reifeteilung II entsprechen denen einer Mitose. Als Folge

der Mitose enttehen aus einer diploider Keimzelle 4 haploide Keimzellen.


Bei mitotischen Teilungen bleibt die Chromosomenanzahl erhalten, die Zellen wären diploid, so wären schon nach wenigen Geneationen die Chromosomenzahl ins Unermeßliche gestiegen. Ei+Spermienzelle: je auf 23 Chromosomen reduziert: Verschmelzung wieder 46.










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