Genetik: DNA, RNA und Proteinsynthese
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Questions and Answers

Welcher Prozess beschreibt die Übertragung genetischer Information von DNA zu RNA zu Protein?

  • Zellteilung
  • DNA-Replikation
  • Zentrale Dogma der Molekularbiologie (correct)
  • Proteinbiosynthese

    • Die Fehlerquote bei der DNA-Replikation beträgt 1 von 1 Million Fällen.

    False

    Wer entdeckte DNA in den 1860er Jahren?

    Friedrich Miescher

    Alfred Hershey und Martha Chase führten ihr Experiment im Jahr _____ durch.

    <p>1952</p> Signup and view all the answers

    Was fanden Hershey und Chase heraus?

    <p>DNA enthält die genetischen Informationen.</p> Signup and view all the answers

    Miescher fand eine Substanz in der nuklearen Fraktion, die ________ genannt wurde.

    <p>Nuclein</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Wissenschaftler den von ihnen durchgeführten Entdeckungen zu:

    <p>Friedrich Miescher = Entdeckung von DNA Alfred Hershey = DNA trägt genetische Information James Watson = Struktur der DNA Linus Pauling = Modelle zur DNA-Struktur</p> Signup and view all the answers

    Miescher verwendete komplexe Methoden zur Analyse von Zellen in seinem Experiment.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptmerkmal von Bakterienchromosomen?

    <p>Sie sind zirkulär und bestehen aus einer einzigen DNA-Kopie.</p> Signup and view all the answers

    Viren besitzen immer eine zirkuläre DNA als genomisches Material.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne ein Beispiel für ein Bakterium, das besonders resistent gegen DNA-Schäden ist.

    <p>Deinococcus radiodurans</p> Signup and view all the answers

    Plasmide sind kleine, __________ DNA-Moleküle, die unabhängig von chromosomalem DNA existieren.

    <p>zirkuläre</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe den richtigen Beschreibungen zu:

    <p>Bakterienchromosomen = Einzelne, zirkuläre DNA in Prokaryoten Eukaryotenchromosomen = Lineare DNA in einem Zellkern Viren = Acellulare Entitäten mit variablen Genomen Plasmide = Extrachromosomale, zirkuläre DNA</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt am besten die Rolle von Plasmiden?

    <p>Sie sind an horizontalem Gentransfer beteiligt und können Resistenzgene tragen.</p> Signup and view all the answers

    Das Chromosom von Escherichia coli hat 4,6 Million Basenpaare.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Eukaryotische Chromosomen sind meist __________ und können in mehreren Kopien vorhanden sein.

    <p>linear</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt Chargaffs erste Regel?

    <p>Adenin ist immer gleich viel wie Thymin.</p> Signup and view all the answers

    Die B-Form der DNA hat eine große tiefe Hauptkerbe und eine flache Nebenkerbe.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was besagt Chargaffs zweite Regel?

    <p>Die Menge der einzelnen Nukleotide variiert stark zwischen verschiedenen Arten.</p> Signup and view all the answers

    Die beiden komplementären DNA-Stränge bilden eine _________.

    <p>Doppelhelix</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Begriffe mit ihren Beschreibungen zu:

    <p>Topoisomerase = Entspannt supercoiled DNA Chargaffs Regeln = Verhältnisse von Nukleotiden B-Form DNA = Die vorherrschende Form von DNA Writhe = Die Anzahl der superhelikalen Drehungen</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Entfernung zwischen zwei Basenpaaren in der B-Form der DNA?

    <p>3.4 Å</p> Signup and view all the answers

    Die Replikation von DNA ist dispersiv.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Nucleotiden werden bei einer genauen DNA-Replikation pro 10 Milliarden Nucleotiden kopiert?

    <p>Eins</p> Signup and view all the answers

    Meselson und Stahl verwendeten ________-Stickstoff, um ihre Experimente durchzuführen.

    <p>stickstoff 15</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Experimente mit den dazugehörigen Wissenschaftlern zu:

    <p>DNA-Faserexperimente = Rosalind Franklin Entdeckung der Doppelhelix = Watson und Crick Nukleotidanalyse = Erwin Chargaff Semi-konservative Replikation = Meselson und Stahl</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage beschreibt die Writhe-Nummer (Wr) bei DNA?

    <p>Anzahl der Überdrehungen</p> Signup and view all the answers

    DNA-Polymerasen können DNA ohne ein bestehendes Matrizen-Strang kopieren.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der DNA, wenn sie entfaltet wird?

    <p>Es entsteht ein supercoiled DNA.</p> Signup and view all the answers

    Das ________ von DNA erfordert, dass die Doppelhelix entwunden wird, um die Stränge zu trennen.

    <p>Kopieren</p> Signup and view all the answers

    Welche Enzyme sind für die Entspannung der DNA während der Replikation verantwortlich?

    <p>Topoisomerase</p> Signup and view all the answers

    Die DNA-Replikation kann nur in Richtung 3' bis 5' erfolgen.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Zweck eines Primers in der DNA-Replikation?

    <p>Er dient als Startpunkt für die DNA-Synthese.</p> Signup and view all the answers

    DNA-Polymerase III kopiert DNA von _____ bis _____ .

    <p>5', 3'</p> Signup and view all the answers

    Ordne folgende Begriffe den richtigen Funktionen zu:

    <p>Helicase = Entwindet die DNA DNA-Polymerase I = Entfernt RNA-Primer Topoisomerase = Entspannt die DNA Primase = Synthetisiert RNA-Primer</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht, wenn die DNA-Polymerase III auf den Primer eines Okazaki-Fragments trifft?

    <p>Sie stoppt die Synthese und wartet auf die Primase.</p> Signup and view all the answers

    Okazaki Fragmente werden auf dem führenden Strang synthetisiert.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was bildet sich an den Replikationsgabeln während der DNA-Replikation?

    <p>Replikationsblase</p> Signup and view all the answers

    Verantwortlich für die Stabilität der DNA in thermophilen Archaeen ist die _____ .

    <p>Supercoiling</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Prozesse den entsprechenden Enzymen zu:

    <p>DNA-Polymerase III = Synthetisiert neuen DNA-Strang Helicase = Öffnet die DNA Topoisomerase = Verhindert Verdrillungen Ligase = Verknüpft DNA-Fragmente</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft hat die DNA-Polymerase in Bezug auf die DNA-Synthese?

    <p>Sie benötigt einen RNA-Primer für die Initiation.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn keine Einzelstrang-bindenden Proteine (SSBPs) vorhanden sind?

    <p>Die DNA-Stränge könnten beschädigt oder zerschnitten werden.</p> Signup and view all the answers

    Die DNA-Replikation benötigt nur ein einzelnes Enzym, um die entsprechenden Stränge zu synthetisieren.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Synthese des _____ Strangs erfolgt kontinuierlich, während der _____ Strang diskontinuierlich ist.

    <p>führenden, lagging</p> Signup and view all the answers

    Wofür ist die Exonukleaseaktivität der DNA-Polymerase I verantwortlich?

    <p>Entfernen des RNA-Primers</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Trombone-Modell der DNA-Replikation?

    <p>Es ermöglicht die gleichzeitige Replikation von Leit- und Folgestrang.</p> Signup and view all the answers

    DNA-Polymerasen haben eine Fehlerquote von 1:10.000.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Arten von Punktmutationen.

    <p>Transversionen und Transitionen</p> Signup and view all the answers

    Das Enzym, das DNA ohne Fehler replizieren kann, ist die ______.

    <p>DNA-Polymerase</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Transversionen ist korrekt?

    <p>Eine Purin-Basen wird durch eine Pyrimidin-Basis ersetzt.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die DNA-Reparaturmechanismen den spezifischen Aufgaben zu:

    <p>Nukleotid-Exzisionsreparatur = Reparatur von großen DNA-Schäden Basis-Exzisionsreparatur = Reparatur von kleinen, schadhaften Basen Mismatch-Reparatur = Korrektur von Fehlpaarungen während der Replikation</p> Signup and view all the answers

    Ionisierende Strahlung kann nur Mutationen im DNA-Strang verursachen, die dann irreversibel sind.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was bewirkt die Exonuklease-Aktivität der DNA-Polymerase?

    <p>Das Entfernen falscher Nukleotide</p> Signup and view all the answers

    Mutagene wie UV-Licht führen zu ______ in der DNA.

    <p>Thymindimeren</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Basis-Exzisionsreparatur am besten?

    <p>Sie ist für kleine, nicht-sperrige Läsionen zuständig.</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Begriffe den richtigen-definitionen zu:

    <p>Alkylierungsmittel = Verursacht DNA-Veränderungen durch chemische Modifikationen Deaminierung = Entfernung von Aminogruppen von DNA-Basen Reaktive Sauerstoffspezies = Verursacht oxidative Schäden an DNA</p> Signup and view all the answers

    Spontane Mutationen treten nicht während der DNA-Replikation auf.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wie nennt man die Struktur, die die DNA-Replikation ermöglicht?

    <p>Replisom</p> Signup and view all the answers

    Die Fehlerquote bei DNA-Polymerasen beträgt etwa einen Fehler pro ______.

    <p>eine Million</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein charakteristisches Merkmal von Transitionen?

    <p>Eine Purin-Basis wird durch eine andere Purin-Basis ersetzt.</p> Signup and view all the answers

    Was entsteht aus der spontanen Deaminierung von Cytosin?

    <p>Uracil</p> Signup and view all the answers

    Die DNA-Reparatur durch Basenexzisionsreparatur erfordert keine spezifische Erkennung von Uracil.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym verbindet die DNA-Strangbrüche nach der Reparatur?

    <p>DNA-Ligase</p> Signup and view all the answers

    Der Prozess, durch den genetische Vielfalt entsteht, wird als __________ bezeichnet.

    <p>DNA-Rekombination</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Enzyme den richtigen Funktionen zu:

    <p>Uracil-DNA-Glykosylase = Erkennung von Uracil in DNA MutS = Erkennung von Misspaarungen MutH = Einführung von Einzelstrangbrüchen Cre-rekombinase = Site-spezifische Rekombination</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Mutation kann aus der Deaminierung von Cytosin resultieren?

    <p>Transition</p> Signup and view all the answers

    MMR (Mismatch Repair) kann die Mutationsrate in Zellen verringern.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht während der Branch-Migration?

    <p>Der Kreuzungspunkt bewegt sich entlang der DNA-Doppelhelix.</p> Signup and view all the answers

    __________ ist ein Bakterienprotein, das an homologer Rekombination beteiligt ist.

    <p>RecA</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Begriffe den passenden Definitionen zu:

    <p>Holliday-Junction = Ein viersträngiger DNA-Kreuzungspunkt SSB = Ein Protein, das Einzelstrang-DNA schützt Exonuklease = Enzym, das DNA-Stränge entfernt DNA-Polymerase III = Synthese neuer DNA-Stränge</p> Signup and view all the answers

    Was kennzeichnet das frühe Stadium der MMR-Reparatur?

    <p>Erkennung eines Misspaars</p> Signup and view all the answers

    Cre-rekombinase wird häufig in der Genetik verwendet, um DNA an spezifischen Stellen einzuschleusen.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Welches Protein fördert die Invasion eines Einzelstrang-DNA-Moleküls?

    <p>RecA</p> Signup and view all the answers

    MMR-Defekte sind mit verschiedenen Formen von __________ assoziiert.

    <p>Krebs</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Central Dogma of Molecular Biology

    • The Central Dogma describes how genetic information flows from DNA to RNA to protein.
    • DNA replication, preserving genetic information across generations, has an exceptionally low error rate (1 in 10 billion).

    DNA Discovery and Early Experiments

    • Friedrich Miescher, a Swiss scientist in the 1860s, discovered DNA and its chemical properties.
    • He analyzed cellular components from bandages, isolating nuclein (a precursor to DNA), a molecule different from proteins.
    • Nuclein contained phosphorus and nitrogen but not sulfur.

    Hershey-Chase Experiment

    • In 1952, Hershey and Chase experimentally proved DNA carries genetic information.
    • Using bacteriophages (bacterial viruses), labeled either with radioactive sulfur (protein) or phosphorous (DNA), they demonstrated that only DNA entered bacterial cells and directed phage production.

    Chargaff's Rules

    • Erwin Chargaff discovered that the ratio of adenine to thymine, and guanine to cytosine, is always equal in different species' DNA (Chargaff's first rule).
    • The amount of each nucleotide varies between species (Chargaff's second rule).

    Watson and Crick's DNA Model

    • Watson and Crick, using models, determined DNA's double helical structure.
    • Complementary base pairings (A-T, G-C) maintain constant helix width.
    • The strands run antiparallel (5' to 3' and 3' to 5').
    • The distance between base pairs is 3.4 Å, and there's a 36° turn per base pair.
    • B-form DNA is the most common, with major and minor grooves.

    DNA Replication - Meselson-Stahl Experiment

    • Meselson and Stahl demonstrated semiconservative DNA replication.
    • Using nitrogen isotopes, they showed that new DNA molecules consist of one parent strand and one newly synthesized strand.

    Topological Problems in DNA Replication

    • The unwinding of DNA during replication creates supercoiling.
    • Topoisomerases, enzymes like type I and II, solve this by temporarily breaking and rejoining DNA strands to relax torsional strain.

    DNA Polymerases

    • DNA polymerases are enzymes responsible for DNA copying.
    • DNA polymerase III is significant in bacterial cells, copying 5' to 3'.
    • DNA polymerase III is part of a complex (holoenzyme).
    • Primase synthesizes a short RNA primer to initiate DNA replication

    Trombone Model of DNA Replication

    • The trombone model describes how both the leading and lagging strands are synthesized simultaneously.

    Okazaki Fragments

    • The lagging strand is synthesized in short, discontinuous segments called Okazaki fragments (approximately 1000 nucleotides).
    • Enzymes like DNA polymerase I and DNA ligase are needed to connect these fragments.

    DNA Repair

    • Cells contain mechanisms for repairing DNA damage and errors.
    • Nucleotide excision repair (NER) and base excision repair (BER) target different types of lesions.
    • Mismatch repair (MMR) corrects mismatched bases.

    Spontaneous DNA Mutations

    • Transversions and transitions are types of point mutations that occur along DNA sequence.
    • Mutagens, such as alkylating agents, deaminating agents, UV light, ionizing radiation, and reactive oxygen species, can also cause mutations in DNA.

    DNA Recombination

    • DNA recombination generates genetic diversity and serves as a repair mechanism.
    • Homologous recombination involves homologous DNA exchanging segments.
    • Site-specific recombination involves specific DNA sequences.

    Bacterial Genomes, Viruses, and Plasmids

    • Bacteria have a single circular chromosome.
    • Viruses have genomes made of either DNA or RNA.
    • Plasmids are small, circular DNA molecules that exist independently of the chromosome.
    • Plasmids can carry genes for antibiotic resistance, toxins, and play a role in horizontal gene transfer.

    Chromosomes, Genomes, and Plasmids

    • Bacterial chromosomes are circular.
    • Viral genomes are varied in structure, size, and composition (DNA or RNA)
    • Plasmids are small, circular DNA molecules separate from the chromosome; they often carry advantageous genes.

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    Testen Sie Ihr Wissen über die grundlegenden Prozesse der Genetik und die Entdeckungen bedeutender Wissenschaftler wie Miescher und Hershey-Chase. Beantworten Sie Fragen zur Übertragung genetischer Informationen und zu den Fehlerquoten bei der DNA-Replikation. Dieses Quiz bietet einen spannenden Einblick in die Welt der Molekularbiologie.

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