Genetik: Zellzyklus, Replikation, Proteinbiosynthese und Meiose

Karteikarten zu molekulargenetischen Schlüsselbegriffen: Replikation, Transkription, Translation, Ribosomenbau, Zellzyklus, Mitose und Meiose.

Mosaikgene

Aufbau eukaryotischer Gene, deren codierende Basensequenz nicht kontinuierlich vorliegt, sondern durch nicht-codierte Einschübe (Introns) unterbrochen ist.

Introns

Nicht-codierte Einschübe innerhalb eines eukaryotischen Gens, die aus der Prä-mRNA herausgeschnitten werden.

Exons

Die codierenden Abschnitte eines eukaryotischen Mosaikgens, die nach dem Entfernen der Introns zu einem kontinuierlichen mRNA-Molekül verbunden werden.

Spleißen

Prozess im Zellkern von Eukaryoten, bei dem Enzyme aus der primären Prä-mRNA die Introns herausschneiden und die Exons zu einem reifen, kontinuierlichen mRNA-Molekül verknüpfen.

tRNA-Synthetase

Enzym, das spezifisch eine unbeladene tRNA mit der zugehörigen Aminosäure verknüpft; im Organismus existieren $20$ verschiedene Synthetasen für die $20$ proteinogenen Aminosäuren.

Anticodon

Basentriplett am langen Arm eines tRNA-Moleküls, das während der Translation komplementär an das entsprechende Codon der mRNA bindet.

A-Stelle (Aminoacyl-tRNA-Bindestelle)

Bindungsstelle in der großen ribosomalen Untereinheit zur Aufnahme einer neu ankommenden beladenen tRNA.

P-Stelle (Peptidyl-tRNA-Bindestelle)

Bindungsstelle im Ribosom, an der die Bindung der Aminosäure an die wachsende Polypeptidkette katalysiert wird.

E-Stelle (Exit-Stelle)

Ribosomenstelle, über die die entladene, leere tRNA das Ribosom verlässt.

Bau der Ribosomen

Aus einer kleinen Untereinheit (zuständig für das Ablesen und Binden der mRNA) und einer großen Untereinheit (mit A-, P- und E-Stelle zur Verknüpfung von Aminosäuren) bestehender Proteinkomplex.

Startcodon AUG

mRNA-Basentriplett mit Doppelfunktion: Es codiert für die Aminosäure Methionin und dient zugleich als Startsignal, an dem die Proteinbiosynthese beginnt.

Stoppcodone

Die drei Basentripletts UAG, UGA und UAA, die für keine Aminosäure codieren und zum Abbruch (Termination) der Translation führen.

Codesonne

Darstellung des genetischen Codes, die von innen nach außen in $5' \rightarrow 3'$ Richtung gelesen wird, um anhand von mRNA-Tripletts die entsprechende Aminosäure zu ermitteln.

Degeneration des genetischen Codes

Eigenschaft des genetischen Codes, nach der fast alle der $20$ Aminosäuren durch mehrere verschiedene Basentripletts (Codons) codiert werden.

Promotor

DNA-Basensequenz am Beginn eines Gens, die der RNA-Polymerase als Anlagerungsstelle dient, den Startpunkt festlegt und bestimmt, welcher Strang abgelesen wird.

Codogener Strang (Matrizenstrang)

Derjenige Einzelstrang der DNA-Doppelhelix, der bei der Transkription als Vorlage für den Aufbau der komplementären mRNA dient.

Terminator

Spezifische Basensequenz der DNA, an der die Transkription stoppt, woraufhin sich die RNA-Polymerase löst und das mRNA-Molekül freigegeben wird.

Teilschritte der Transkription

Ablauf bestehend aus Anlagerung der RNA-Polymerase an den Promotor, Entwindung der DNA, Synthese des mRNA-Strangs am codogenen Strang sowie Abbruch am Terminator.

Semikonservative Replikation

Replikationsmechanismus der DNA, bei dem aus einem Ausgangsdoppelstrang zwei identische Doppelstränge entstehen, die jeweils aus einem alten und einem neu synthetisierten Einzelstrang bestehen.

Helicase

Enzym, das die DNA-Doppelhelix am Replikationsursprung entwundet und die Wasserstoffbrückenbindungen unter Bildung der Replikationsgabel trennt.

Primer

Von der Primase gebildetes kurzes RNA-Startmolekül, an dessen freiem $3'$-Ende die DNA-Polymerase ansetzen und freie Nucleotide binden kann.

Leitstrang

DNA-Strang, an dem die Neusynthese in Richtung der Replikationsgabel kontinuierlich erfolgt.

Folgestrang

DNA-Strang, dessen Synthese diskontinuierlich von der Replikationsgabel weg verläuft, da immer neue Primer angesetzt werden müssen.

Okazaki-Fragmente

Kurze Abschnitte neugebildeter DNA am Folgestrang, die zwischen den RNA-Primern entstehen.

DNA-Ligase

Enzym, das die Okazaki-Fragmente nach dem Abbau der Primer und dem Schließen der Lücken zu einem durchgehenden DNA-Einzelstrang verknüpft.

Fehlpaarungsreparatur

Reparaturmechanismus, bei dem Enzyme nach der Replikation fehlerhaft gepaarte Basen am neusynthetisierten Strang erkennen, herausschneiden und korrekt ersetzen.

Non-Disjunction

Fehlende Trennung von homologen Chromosomen in Anaphase I oder Schwesterchromatiden in Anaphase II der Meiose, was zu Keimzellen mit falscher Chromosomenanzahl führt.

Trisomie

Genommutation, bei der ein Chromosom dreifach ($3\times$) statt zweifach ($2\times$) vorliegt (beispielsweise Trisomie 21).

Monosomie

Genommutation, bei der ein Chromosom nur einfach ($1\times$) statt normal zweifach ($2\times$) im Karyotyp vertreten ist.

G1-Phase

Stadium der Interphase vor der Replikation, geprägt durch Zellvergrößerung über Nährstoffaufnahme sowie den Aufbau von Proteinen und Zellorganellen.

S-Phase (Synthese-Phase)

Interphase-Abschnitt, in dem die Verdopplung des genetischen Materials im Zellkern von Ein-Chromatid-Chromosomen zu Zwei-Chromatid-Chromosomen stattfindet.

G2-Phase

Abschnitt der Interphase mit schnellem Zellwachstum und intensiver Proteinbiosynthese zur Vorbereitung auf die Mitose.

Metaphase (Mitose)

Mitosephase, in der sich die maximal kondensierten Zwei-Chromatid-Chromosomen in der Äquatorialebene anordnen und Spindelfasern an die Centromere andocken.

Anaphase (Mitose)

Mitosephase, in der sich die Schwesterchromatiden trennen und als Ein-Chromatid-Chromosomen durch Spindelfasern zu den entgegengesetzten Zellpolen gezogen werden.

Reifeteilung I (Meiose I)

Erste meiotische Teilung (Reduktionsteilung), die den diploiden Chromosomensatz zu einem haploiden Satz reduziert.

Chiasma

Überkreuzungsposition von Nicht-Schwesterchromatiden homologer Chromosomen während der Prophase I der Meiose, an der Crossing-over stattfinden kann.

Polkörper

Drei kleine, funktionslose Zellen mit haploidem Chromosomensatz, die bei der Oogenese der Frau neben der befruchtungsfähigen Eizelle entstehen und absterben.