DNA, Zellkern und Nukleolus

Das genetische Material

befindet sich im…

• Zellkern (>99%)

• Mitochondrien

• Plastiden

Wer entdeckte den Zellkern

Robert Brown (1833)

Wie viel Volumen nimmt der Zellkern bei einer adulten Zelle ein

6-10%

Zellkern Durchmesser?

5 Mikrometer

Was ist das definierende Mekmal der Eukaryoten?

Der Zellkern

Nenne die Funktionen des Zellkerns

• Speicherung des genetischen Materials (DNA, Chromosomen)

• Vermehrung des genetischen Materials vor der Zellteilung

• Reparatur des genetischen Materials (Mutationen, Strangbrüche)

• Ribosomenbiogenese

• Kontrolle verschiedenster zellulärer Aktivitäten

Nenne die Bestandteile des Zellkerns und deren Funktion

• Kernhülle (trennt Nucleoplasma von Cytosol)

• Kernporen (reguliert Im-Export)

• Nucleoplasma aus

  • Nucleolus

  • Chromosomen (Eu-& Heterchromatin)

Wer entdeckte die DNA?

Friedrich Miescher (1869)

Wer entdeckte die DNA-Doppelhelix

James Watson und Francis Crick (1953)

Bestandteile der DNA

• Basen

  • Purine (Adenin, Guanin)

  • Pyrimidine (Thymin,Cytosin) (Uracil)

• Desoxyribose

• Phosphat → Zuckerphsosphat-Rückgrat (negativ geladen)

Was ist die Komplementarität bei der DNA?

Das Gesetz der Spezifischen Basenpaarung (Wasserstoffbrücken und hydrophobe Bidnungen)

Nenne die Verpackungsebenen der DNA

1. Das Nukelosom

2. Die 30 nm-Faser

3. Die 300nm-Faser

4. Die Metaphasechromosom

Erkläre Verpackungsebene 1

Das Nukleosom

• DNA (146 BP) wickelt sich um ein Histon-Oktamer (positiv geladenen Proteine)

→ bilden Nukleosomen-Perlenkette

Verpackungsebene 2

Die 30 nm-Faser (Solenoidstruktur)

• spiralförmig aufgebauter Hohlzylinder

• 6 Nucleosomen pro Windung

• Histon H1 als Verbindungshiston kleidet Innenraum aus

Verpackungsebene 3

Die 300 nm-Schleife

• Verankerung der 30nm Faser an nicht-Histon Gerüstproteine

Verpackungsebene 4

Das Metaphasechromosom

Morphologie der Chromosomen

• Centromer (primäre Einschnürungen)

  • Metazentrisch (mittig)

  • Submetazentrisch (p-und q-Arme)

  • Akrozentrisch

• Telomer (Kappen mit repetitiver DNA (TTAGGG)

• NOR (Nukleolus-Organisator-Region)

  • Sekundäre Einschnürung

  • Enthält rDNA-Gene (wird in rRNA umgeschrieben)

Was sind Eu-& Heterochromatin?

Zwei Zustände des Chromatins, die sich vor allem in ihrer Verpackungsdichte und ihrer Genaktivität unterscheiden

Was ist Euchromatin?

• Nucleosomstruktur (10nm)

• Entspiralisiert (leicht zugänglich)

• Transkribierbar

• Historie acetyliert

Was ist Heterochromatin?

• Solenoidstruktur (30nm bzw. 300 nm)

• Kondensiert, wenig/keine Transkirption

• Mutationsarm

Unterarten von Heterochromatin

• konstitutives Heterochroomatin

  • Nicht transkribiert, permanent kondensiert, repetitive Sequenz (z.B Centromer-und Telomerregionen

• Fakultatives Heterochromatin

  • Abhängig vom Entwicklungszustand der Zelle (auflockern oder verdichten)

  • Enthält aktivierende Gene z.B Inaktivierung des x-Chromosom bei weiblichen Säugetieren (Barr-Körperchen)