NAWI 20.10

[Geschichte] Wofür ist Gregor Mendel (1866) in der Genetik bekannt?

Er beschrieb mit Kreuzungsversuchen an Erbsen Vererbungsregeln; die DNA hat er nicht entdeckt.

[Geschichte] Was wurde 1882 entdeckt?

Die Chromosomen.

[Geschichte] Was wurde 1944 bewiesen?

Dass die DNA der Träger der Erbsubstanz ist.

[Geschichte] Was gelang 2001 beim menschlichen Erbgut?

Eine erste, lückenhafte Sequenzierung (= Entschlüsselung).

[Chromosomen] Wie hängen Chromosom, DNA und Gen zusammen?

Im Chromosom liegt die DNA, auf der DNA liegen die Gene. 💡 Schrank → Buch → Kapitel

[Chromosomen] Was ist ein Genort?

Die bestimmte Stelle auf einem Chromosom, an der ein Gen liegt.

[Chromosomen] Woraus besteht ein Chromosom nach der Replikation?

Aus zwei identischen Schwesterchromatiden, die am Zentromer verbunden sind.

[Chromosomen] Warum hat ein Chromosom je nach Zellzyklus-Phase eine oder zwei Chromatiden?

Vor der Replikation eine Chromatide, nach der Verdopplung in der Interphase zwei Schwesterchromatiden.

[Chromosomen] Welche Aufgabe hat das Zentromer?

Es verbindet die Schwesterchromatiden; dort werden sie bei der Teilung getrennt.

[Chromosomen] Was sind Telomere?

Die Enden der Chromosomen; sie verkürzen sich teilweise im Alter. 💡 telos (griech.) = Ende

[Zelle] Was ist der Nucleolus?

Das Kernkörperchen: eine rundliche Struktur im Zellkern (Nucleus).

[Zelle] Welche drei Strukturen haben Pflanzenzellen, Tierzellen aber nicht?

Zellwand, Vakuole (Flüssigkeitsspeicher), Chloroplasten (Photosynthese).

[Chromosomensatz] Was bedeutet diploid?

Die Chromosomen liegen paarweise vor = doppelter Chromosomensatz. 💡 di = zwei

[Chromosomensatz] Was bedeutet haploid?

Jedes Chromosom liegt ohne Partner vor = einfacher Chromosomensatz. 💡 haploid = halb

[Chromosomensatz] Vergleiche diploid und haploid: Wie viel Erbinformation enthalten sie?

Diploid = 100 % (zwei Sätze), haploid = 50 % (ein Satz).

[Chromosomensatz] Was ist Trisomie 21 und welche Folge hat sie?

Chromosom 21 liegt dreifach statt doppelt vor; Folge ist das Down-Syndrom.

[Chromosomensatz] Was sind homologe Chromosomen?

Die zwei Chromosomen eines Paares: eines von der Mutter, eines vom Vater. 💡 homo = gleich

[Gene] Warum besitzt du von jedem Gen zwei Kopien?

Je eine liegt am selben Genort auf dem väterlichen und dem mütterlichen homologen Chromosom.

[Gene] Was ist ein Allel?

Eine alternative Ausprägung (Variante) eines Gens.

[Gene] Beim Gen "Augenfarbe": Was sind die Allele?

Die Varianten, z. B. Allel für blaue und Allel für braune Augen. 💡 Gen = Frage, Allel = Antwort

[Gene] Wann nennt man ein Allel dominant?

Wenn es sich im Erscheinungsbild immer zeigt, z. B. braune Augen.

[Gene] Wann nennt man ein Allel rezessiv?

Wenn es vorhanden ist, aber vom dominanten Allel überdeckt wird.

[Gene] Unter welcher Bedingung wird ein rezessives Merkmal trotzdem sichtbar?

Wenn das Individuum dafür reinerbig ist, also zwei rezessive Allele trägt.

[Genotyp/Phänotyp] Worin unterscheiden sich Genotyp und Phänotyp?

Genotyp = genetische Zusammensetzung; Phänotyp = äußeres Erscheinungsbild. 💡 Phänotyp = Phänomen = sichtbar

[Zellen] Was sind Keimzellen und welchen Chromosomensatz haben sie?

Geschlechtszellen (Eizelle, Spermazelle); sie sind haploid.

[Zellen] Worin unterscheiden sich Körperzellen und Keimzellen?

Körperzellen (z. B. Haut-, Nervenzellen) sind diploid; Keimzellen (Ei-, Spermazelle) sind haploid.

[Zellen] Warum müssen Keimzellen haploid sein?

Bei der Befruchtung verschmelzen Ei- und Spermazelle; so entsteht wieder eine diploide Zelle. 💡 halb + halb = ganz

[Genotyp] Worin unterscheiden sich homozygot und heterozygot?

Homozygot: zwei gleiche Allele (reinerbig); heterozygot: zwei verschiedene Allele (mischerbig). 💡 homo = gleich, hetero = verschieden

[Genotyp] Welche der Genotypen RR, Rr und rr sind homozygot, welcher heterozygot?

RR und rr sind homozygot; Rr ist heterozygot.

[Genotyp] R (rund) ist dominant über r (runzelig). Welche Samenform hat Rr und warum?

Rund, weil das dominante Allel R das rezessive r überdeckt.

[Chromosomenzahl] Wie viele Chromosomen hat der Mensch?

23 Paare = 46 Chromosomen.

[Chromosomenzahl] Wie viele Chromosomen hat der Hund?

39 Paare = 78 Chromosomen.

[Chromosomen] Welche Geschlechtschromosomen haben Frau und Mann?

Frau: XX, Mann: XY. 💡 Y nur beim Mann

[DNA] Wofür steht die Abkürzung DNA bzw. DNS?

Desoxyribonukleinsäure (engl. acid = Säure).

[DNA] Welche Aufgabe hat die DNA?

Sie ist der Informationsspeicher der Erbinformation von Lebewesen und Viren.

[DNA] Welche Form hat die DNA?

Doppelhelix = verdrehte Leiter. 💡 DNA = verdrehte Strickleiter

[DNA] Woraus bestehen Holme und Sprossen der DNA-Leiter?

Holme: Zucker (Desoxyribose) und Phosphat; Sprossen: Basenpaare.

[DNA] Welche vier Basen kommen in der DNA vor?

Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin.

[DNA] Welche Basen paaren sich jeweils?

Adenin mit Thymin, Cytosin mit Guanin. 💡 A–T, C–G: Alte Tante, coole Gans

[DNA] Lücke: Die Basensequenz der DNA ist die ___ der Basen; sie enthält die genetische ___.

Reihenfolge; Information.

[RNA] Wofür steht RNA und in welcher Form liegt sie meist vor?

Ribonukleinsäure; meist als Einzelstrang (Einfachhelix).

[DNA/RNA] Worin unterscheiden sich DNA und RNA?

DNA: Doppelhelix, Informationsspeicher; RNA: meist Einzelstrang, viele Funktionen (mRNA, tRNA, rRNA).

[Transkription] Was passiert bei der Transkription?

Ein Gen der DNA wird durch das Enzym Polymerase in mRNA umgeschrieben.

[Transkription] Wozu dient die Transkription?

Die mRNA bringt die Bauanleitung zum Ribosom, wo Proteine synthetisiert (= hergestellt) werden, z. B. für Blutkörperchen.

[Translation] Was passiert bei der Translation?

Die mRNA wird am Ribosom abgelesen und in ein Protein übersetzt.

[Proteinherstellung] Bringe in die richtige Reihenfolge: Protein, DNA, mRNA.

DNA → (Transkription) → mRNA → (Translation) → Protein. 💡 Erst abschreiben, dann übersetzen

[RNA] Welche Funktion hat die mRNA?

Messenger-RNA: Kopie der Information eines Gens; wird am Ribosom in ein Protein übersetzt.

[RNA] Welche Funktion hat die tRNA?

Transfer-RNA: bringt einzelne Aminosäuren aus dem Zytoplasma zum Ribosom. 💡 tRNA = Taxi für Aminosäuren

[RNA] Welche Funktion hat die rRNA?

Ribosomale RNA: baut das Ribosom mit auf und erfüllt dort Stoffwechselfunktionen.

[Replikation] Warum muss die DNA identisch verdoppelt (repliziert) werden?

Neue Zellen (z. B. beim Wachstum) müssen gleich aufgebaut sein wie die Ausgangszelle, sonst entstehen Fehler.

[Replikation] Was passiert im 1. Schritt der Replikation?

Die Doppelhelix entspiralisiert sich und öffnet sich wie ein Reißverschluss.

[Replikation] Was passiert im 2. Schritt der Replikation?

DNA-Polymerasen ergänzen die Einzelstränge zu neuer DNA (nicht zu RNA).

[Replikation] Woraus besteht jede neue Doppelhelix nach der Replikation?

Aus einem alten Mutterstrang und einem neuen Tochterstrang. 💡 halb alt, halb neu

[Replikation] In welcher Phase des Zellzyklus findet die Replikation statt?

In der Interphase (nicht in der Telophase).

[Transkription/Replikation] Worin unterscheiden sich Transkription und Replikation?

Transkription: Gen → mRNA für Proteinherstellung; Replikation: gesamte DNA → identische DNA für die Zellteilung.

[Gene] Wodurch ist die Länge des DNA-Strangs eines Organismus festgelegt?

Durch die Anzahl der Nukleotide.

[Gene] Lücke: Nukleotide sind die "___ des Lebensalphabets"; ein sinnvoller Satz daraus ergibt ein ___.

Buchstaben; Gen.

[Gene] Was ist in Genen gespeichert?

Baupläne für Proteine; ein Gen kann Baupläne für mehrere Proteine enthalten.

[Genom] Warum ist die Erforschung des menschlichen Genoms erschwert?

Wenige Nachkommen, lange Generationsdauer, heikle ethische Fragen zu Experimenten.

[Genom] Nenne die wichtigsten Daten zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms.

Start 1990; offiziell beendet 2003 (lückenhaft); erste lückenlose Sequenz April 2022 (Mitschrift: Mai 2021).

[Genom] Wie viele Gene hat der Mensch?

Ca. 30.000 (laut Unterricht; heutige Schätzung ca. 20.000 bis 25.000).

[Genom] Wie groß ist der Genomunterschied des Menschen zu Schimpanse, Gorilla und Orang-Utan?

Schimpanse 1,37 %, Gorilla 1,75 %, Orang-Utan 3,4 %.

[Genom] Zu wie viel Prozent ist das Erbgut aller Menschen gleich?

Zu 99,9 %; nur 0,1 % der Nukleotide unterscheiden sich.

[SNP] Was bedeutet SNP?

Single Nucleotide Polymorphism: Unterschied in einem einzelnen Nukleotid (einer Base).

[SNP] Warum nennt man SNPs "erfolgreiche Punktmutationen"?

Sie haben sich in der Population durchgesetzt und kommen bei über 1 % der Bevölkerung vor.

[SNP] Welche Bedeutung können SNPs für einen Menschen haben?

Mögliche Veranlagung für Krankheiten oder Medikamentenresistenz; sie sind vererbbar.

[SNP] Lücke: Im menschlichen Genom gibt es vermutlich ca. ___ SNPs.

10 Millionen.

[SNP/Mutation] Worin unterscheiden sich SNP und Mutation?

SNP: über 1 % der Bevölkerung, durchgesetzt; Mutation: unter 1 %, meist nicht durchgesetzt, stärkere Veränderung. 💡 Grenze: 1 % der Bevölkerung

[Mutation] Warum setzen sich Mutationen meist nicht durch?

Sie verändern das Genom stärker; Träger sind oft nicht lebensfähig.

[Gendefekt] Wie wirkt sich ein Gendefekt auf Proteine aus?

Fehlinformation stört die Codierung: falsche räumliche Struktur oder gar keine Bildung des Proteins.

[Epigenetik] Was untersucht die Epigenetik?

Änderungen der Genfunktion, ohne dass das Gen selbst verändert wird. 💡 epi = darüber, nicht im Gen

[Epigenetik] Warum haben gleiche Gene in verschiedenen Geweben unterschiedliche Aktivität?

Sie werden unterschiedlich stark abgelesen oder ganz abgeschaltet, u. a. beeinflusst durch Umweltfaktoren.

[Zellteilung] Wozu dient die Zellteilung?

Für Wachstum und Wundheilung; die neuen Zellen sollen der alten genau gleichen.

[Zellteilung] Was ist die Folge unkontrollierter Zellteilung?

Tumoren und Wucherungen.

[Mitose/Meiose] Worin unterscheiden sich Mitose und Meiose?

Mitose: Körperzellen, 2 identische diploide Zellen; Meiose: Keimzellbildung, nicht identische haploide Gameten. 💡 MEiose → Eizellen und Spermien

[Mitose] Nenne die Phasen der Mitose in der richtigen Reihenfolge.

Interphase → Prophase → Metaphase → Anaphase → Telophase. 💡 IPMAT: Ich Pack Meine Alte Tasche

[Mitose] Was passiert in der Interphase?

Wachstum, DNA-Replikation, Bildung von Organellen, eventuell DNA-Reparatur.

[Mitose] Lücke: Die Interphase dauert ca. ___ % des gesamten Zellzyklus.

90.

[Mitose] Was passiert in der Prophase?

Chromosomen werden sichtbar, Centriolen wandern zu den Polen, Spindelapparat entsteht, Kernhülle löst sich auf.

[Mitose] Was passiert in der Metaphase?

Die Chromosomen ordnen sich in der Äquatorialebene an und sind mit dem Spindelapparat verbunden. 💡 Metaphase = Mitte

[Mitose] Was passiert in der Anaphase?

Die Zentromere trennen sich; die Schwesterchromatiden wandern zu entgegengesetzten Polen. 💡 Anaphase = Abwandern

[Mitose] Was passiert in der Telophase?

Neue Kernhüllen bilden sich um die Chromosomensätze; die Zellmembran trennt die Tochterzellen. 💡 Telophase = Teilungsende

[Meiose 1] Warum heißt Meiose 1 Reduktionsteilung?

Homologe Chromosomen werden getrennt; der Chromosomensatz wird von diploid auf haploid halbiert.

[Meiose 1] Was passiert in der Prophase 1?

Chromosomen werden sichtbar, homologe Chromosomen liegen gepaart, Crossing-over findet statt.

[Meiose 1] Was ist Crossing-over?

Austausch von Abschnitten zwischen homologen Chromosomen in der Prophase 1.

[Meiose 1] Wozu dient Crossing-over?

Es erhöht die genetische Vielfalt durch neue Allel-Kombinationen. 💡 Crossing = Kreuzen = Mischen

[Meiose 1] Was passiert in der Metaphase 1?

Die gepaarten homologen Chromosomen lagern sich in der Äquatorialebene an.

[Meiose 1] Was passiert in der Anaphase 1?

Homologe Chromosomen werden getrennt und zu den Polen gezogen; die Chromatiden bleiben verbunden.

[Anaphase] Worin unterscheiden sich die Anaphase der Mitose und die Anaphase 1?

Mitose: Schwesterchromatiden werden getrennt; Anaphase 1: ganze homologe Chromosomen werden getrennt.

[Meiose 1] Was passiert in der Telophase 1?

An jedem Pol liegt ein haploider Chromosomensatz; es entstehen 2 haploide Tochterzellen.