Zusammenfassung DNA

1. Bausteine der DNA

	DNA	mRNA
Grundaufbau	Nukleotide, bestehend aus Zucker, Phosphat, Base	Nukleotide, bestehend aus Zucker, Phosphat, Base
Basen	Thymin, Adenin, Guanin, Cytosin	Uracil, Adenin, Guanin, Cytosin
Zucker	Desoxyribose	Ribose
Struktur	Doppelsträngig	Einzelsträngig
Länge	Sehr lange (ca. 2cm)	Kurz
Funktion	Speicherung der Erbinformation	Weiterleitung der Erbinformation

Beispiel:
- Normal: 3’TTGAGGCTAGATACCGAACCTTCT 5’
- Transkribiert: 5’AACUCCGAUCUAUGGCUUGGAAGA 3’

2. Aufbau der DNA – Skizze

Doppelhelix
Antiparallel: 5’→3’ vs. 3’→5’
Basenpaarung: A–T, G–C
Rückgrat: Zucker-Phosphat wechselnd

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3. DNA-Replikation – Ablauf & beteiligte Moleküle

Molekül	Funktion
Helicase	entwindet und trennt die Doppelhelix
Primase	bildet ein kurzes RNA-Primer
DNA-Polymerase III	baut neuen Strang nur 5’→3’
DNA-Polymerase I	ersetzt RNA-Primer durch DNA
Ligase	verbindet Okazaki-Fragmente

Leitstrang: kontinuierlich
Folgestrang: diskontinuierlich (Okazaki-Fragmente)

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4. PCR – Ablauf & Zutaten

Zutat	Erklärung
Template-DNA	die zu kopierende Sequenz
Primer	kurze DNA-Stücke, die Anfang und Ende markieren
Taq-Polymerase	hitzebeständiges Enzym aus heißen Quellen

3 Schritte (Zyklus, 30×):
1. 94 °C – Denaturierung (DNA wird einsträngig)
2. 50-60 °C – Primer binden (Hybridisierung)
3. 72 °C – Taq baut Strang auf (Synthesevorgang)

	PCR	Replikation
Was wird kopiert?	Ausgewählter Abschnitt der DNA	Gesamtes Genom
Eingesetzte Primer	RNA Primer	DNA Primer
Beteiligte Enzyme	Taq Polymerase	Helicase, Polymerase (1, 2, 3), Ligase, Primase
Wie entstehen die beiden Stränge? (kontinuierlich / diskontinuierlich)	Beide Einzelstränge entstehen kontinuierlich	Leitstrang entsteht kontinuierlich, Folgestrang diskontinuierlich

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5. Protein – Aufbau & Körperfunktionen

Grundbaustein: 20 Aminosäuren
Verknüpfungen:
- Von Peptidbindung
  - Eine Peptidbindung entsteht, wenn die Carboxylgruppe einer AS mit der Aminogruppe einer anderen AS reagiert
- zu Polypeptid
  - Mehrere Peptidbindungen
- zu Protein
  - Mehrere Polypeptide

Funktionen & Beispiele:

Funktion	Beispiel
Enzym	Tyrosinase (Albinismus)
Transport	Hämoglobin
Abwehr	Antikörper
Bewegung	Aktin & Myosin

6. Peptidbindung – wie entsteht sie?

Eine Peptidbindung entsteht, wenn die Carboxylgruppe einer AS mit der Aminogruppe einer anderen AS reagiert

7. Prokaryoten vs. Eukaryonten – Proteinsynthese

Merkmal	Prokaryoten	Eukaryonten
Zellkern	fehlt	vorhanden
Transkription & Translation	gleichzeitig im Cytoplasma	getrennt (Kern / Cytoplasma)
mRNA-Reifung	kein Spleißen	Spleißen: Introns raus, Exons zusammen
mRNA-Lebensdauer	kurz	lang (Poly-A-Schwanz, 5’-Kappe)

8. Alternatives Splicing – ein Gen, viele Proteine

Prä-mRNA enthält Exons (Protein-Teile) und Introns (Zwischenteile)
Zelle kann Exons überspringen → verschiedene mRNAs → verschiedene Proteine

Beispiel:
- Apfel-Wähe-Exon einbauen → Apfel-Wähe-Protein
- Aprikosen-Wähe-Exon einbauen → Aprikosen-Wähe-Protein
Gleiches Gen – zwei Produkte!

9. Transkription & Translation – Ablauf & Beteiligte

Transkription (im Kern)

RNA-Polymerase bindet Promotor → öffnet DNA → baut prä-mRNA → Spleißen → reife mRNA

Translation (am Ribosom)

mRNA = Bauplan
tRNA = Dolmetscher & Lieferwagen (Anticodon + Aminosäure)
Ribosom = Werkstatt (A- & P-Stelle)
Polypeptid wächst → Protein

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10. Codesonne verwenden – DNA → mRNA → Protein

Regeln:
- DNA → mRNA: Adenin (A) → Uracil (U)
- Codon = 3 Basen → 1 Aminosäure
- Startcodon: AUG (Methionin)
- Stoppcodons: UAA, UAG, UGA

Beispiel:
DNA: 3' TAC AAA CGG 5'
→ mRNA: 5' AUG UUU GCC 3'
→ Protein: Met-Phe-Ala

11. Mutation – Was, wie, Wirkung

Definition:
„Veränderung der DNA-Sequenz“ – wie Tippfehler im Bauplan

Nach Art der Veränderung

Punktmutation (Einzelne Base):
- Stumme Mutation: Base getauscht, Codon ändert sich, Aminosäure bleibt gleich (Degeneration).
- Fehlsinn-Mutation: Base getauscht → andere Aminosäure.
- Unsinn-Mutation: Base getauscht → Stopp-Codon, Protein abgebrochen.
Insertion: Basen hinzugefügt.
Deletion: Basen wegfallen.
Rasterverschiebung: Insertion/Deletion in nicht-durch-3-teilbarer Länge → alles danach falsch gelesen.
Spontane Genmutation: ohne äußere Einwirkung (z. B. Replikationsfehler).
Mutagene Stoffe:
- Umwandlung einer Base (z. B. Cytosin → Uracil).
- Ersatz einer Base (falsche Base eingebaut).
- Einschub (Base zusätzlich eingefügt).
Mutagene Strahlen:
- Ionisierende Strahlen: brechen DNA-Strang – direkt oder indirekt (über freie Radikale).
- UV-Strahlen: bilden Thymin-Dimere (Base klebt an Base).
Somatische Mutation: in Körperzelle, nicht vererbt.
Keimbahn-Mutation: in Eizelle oder Spermium, wird vererbt.
Genmutation: einzelne Basen (kleinster Bereich).
Chromosomenmutation: größere Bereiche (mehrere Gene) auf einem Chromosom.
Genommutation: ganze Chromosomen zu wenig/zu viel.
- Polyploidie: alle Chromosomen mehrfach.
- Aneuploidie: einzelne Chromosomen mehrfach.

Beispiele:

Krankheit	Art der Mutation	Gen / Veränderung	Wirkung
Albinismus	Punktmutation	TYR-Gen	defekte Tyrosinase → kein Melanin, helle Haut
Sichelzellenanämie	Punktmutation	1 Base CTG → CAG	falsche Aminosäure → sichelförmige rote Blutzellen
Mukoviszidose	Deletion	3 Basen fehlen	CFTR-Protein falsch gefaltet → dickflüssiger Schleim
Laktoseintoleranz	Punktmutation	MCM6-Gen C→T	Laktase-Gen bleibt an, Erwachsene können Milchzucker verdauen