Molekulare Biologie: DNA und RNA

Die DNA besteht aus zwei Polynukleotidketten, die sich umeinander winden. Sie verlaufen antiparallel und haben ein Zucker-Phosphat-Rückgrat außen und Basenpaare (A-T, G-C) innen.

Die Basen Adenin (A) paart sich immer mit Thymin (T), und Guanin (G) immer mit Cytosin (C).

Es gibt in der DNA etwa gleich viele Adenin wie Thymin und gleich viele Guanin wie Cytosin.

Die Form der DNA, eine doppelte, spiralförmige Struktur

Die zwei Polynukleotidketten der DNA verlaufen in entgegengesetzter Richtung.

Verbindungen zwischen den Nukleotiden in der DNA-Kette.

RNA-Moleküle, die enzymatische Aktivität haben.

RNA kann komplexe dreidimensionale Strukturen (Faltungen) annehmen.

Eine chemische Verbindung, die bei einem Stoffwechselfehler entsteht.

Bakterien können bestimmte Substanzen nicht abbauen.

Eine Unterbrechung im Stoffwechselweg.

Mutanten, die bestimmte Nährstoffe zum Überleben benötigen.

Eine Reihe von Reaktionen, die zur Umwandlung einer Substanz in eine andere führen.

Stoffwechselwege, die nicht richtig funktionieren.

Die Trennung von Mutanten von normalen Zellen.

Ein Organismus, der verwendet wird, um Mutanten zu untersuchen.

Die Transkription wird beendet, wenn die Rho-Protein ein C-reiche Sequenz in der RNA erkennt und die RNA-Polymerase vom DNA-Strang löst.

Eine RNA-Struktur, die durch Basenpaarung innerhalb eines RNA-Strangs entsteht und die Transkription verlangsamt.

Die RNA-Polymerase, die mRNA in Eukaryoten synthetisiert.

Eine DNA-Sequenz, die als Startpunkt für die eukaryotische Transkription dient.

Protein, das die Bindung der RNA-Polymerase an die DNA reguliert.

Die nicht-kodierenden Abschnitte an den Enden (5' und 3') der mRNA, die die Stabilität der mRNA und die Translation beeinflussen.

Eine modifizierte Nucleotid (Methyl-Guanosin) Struktur, die am 5'-Ende der mRNA-Transkripte befestigt wird.

Der Prozess der RNA-Synthese in Eukaryoten, gekennzeichnet durch verschiedene RNA-Polymerasen und komplexe regulatorische Mechanismen.

Eine Kreuzung, bei der zwei verschiedene Merkmale betrachtet werden.

Ein Erbgang, bei dem ein Merkmal nur zum Ausdruck kommt, wenn beide Allele des Gens das Merkmal tragen.

Ein Erbgang, bei dem ein Merkmal bereits durch ein Allel zum Ausdruck kommt.

Zellteilung, bei der aus einer Zelle zwei identische Tochterzellen entstehen.

Zellteilung, bei der aus einer diploiden Zelle vier haploide Geschlechtszellen (Gameten) entstehen.

Eine Zelle, die nur einen Chromosomensatz besitzt.

Eine Zelle, die zwei Chromosomensätze (von den Eltern) besitzt.

Eine geordnete Darstellung der Chromosomen eines Organismus.

Ein Enzym, das ein Cap an das 5'-Ende von RNA-Stücken anfügt, wodurch diese in Proteine übersetzt werden können.

Anfügen eines langen Abschnitts mit vielen Adenin-Nukleotiden (Poly-A-Schwanz) an das 3'-Ende von mRNA-Molekülen.

Nicht-kodierende Abschnitte in eukaryotischen Genen, die während des Spleißens entfernt werden.

Kodierende Abschnitte in eukaryotischen Genen, die in die reife mRNA eingebaut werden.

Ein Mechanismus, der aus einem einzigen Gen mehrere verschiedene Proteine erzeugen kann, indem verschiedene Exon-Kombinationen verwendet werden.

Die genetische Information wird in Gruppen von drei Nukleotiden (Basen) codiert, die Aminosäuren spezifizieren.

Eine etwas ungenaue Basenpaarung an der dritten Position eines Codons, die zur Redundanz des genetischen Codes beiträgt.

Der Prozess, bei dem die genetische Information in der mRNA in die Aminosäuresequenz eines Proteins übersetzt wird, findet am Ribosom statt.

Merkmale, die auf demselben Chromosom liegen, werden gemeinsam vererbt. Aufgrund der Nähe auf dem Chromosom tendieren sie dazu, bei der Meiose zusammenzubleiben.

Der Prozess, bei dem sich gekoppelte Gene durch Crossing-over während der Meiose neu kombinieren. Dadurch entstehen neue Genkombinationen.

Angabe, wie oft ein Austausch von genetischem Material zwischen zwei gekoppelten Genen stattfindet. Je weiter die Gene auf dem Chromosom entfernt liegen, desto höher ist die Rekombinationshäufigkeit.

Enzyme, die DNA an bestimmten Erkennungssequenzen schneiden. Sie stammen meist aus Bakterien und dienen der Abwehr von fremdem DNA-Material.

DNA-Sequenzen, die vorwärts und rückwärts gelesen gleich sind.

Klebende Enden von DNA-Fragmenten, die durch das Schneiden mit Restriktionsendonukleasen entstehen. Sie ermöglichen die Verknüpfung mit anderen passenden Fragmenten.

Kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die in Bakterien vorkommen und als Vektoren in der Gentechnik verwendet werden, um fremde DNA in Zellen einzuschleusen.

Artifizielle Chromosomen, die verwendet werden, um große Mengen an DNA zu klonieren. BACs (Bacterial Artifizielle Chromosomen) ermöglichen die Klonierung von 300 kB und YACs (Yeast Artifizielle Chromosomen) bis zu 2 Mb an DNA.

Phagen, deren DNA radioaktiv mit 32P markiert wurde, um die DNA-Replikation in Bakterienzellen zu verfolgen.

Phagenproteine, die mit dem radioaktiven Isotop 35S markiert wurden, um den Weg der Proteine während der Infektion zu verfolgen.

Die Herstellung von Phagen, deren DNA oder Proteine radioaktiv markiert sind, indem sie in einem Medium mit radioaktiven Isotopen gezüchtet werden.

Bakterienzellen, die mit radioaktiv markierten Phagen infiziert wurden, um die DNA-Replikation und Proteinbiosynthese in den Bakterienzellen zu studieren.

Die Übertragung radioaktiver Phagen-DNA und -Proteine von infizierten Bakterienzellen auf neu gebildete Phagen.

RNA-Moleküle, die enzymatische Aktivität haben.

Die Basen der beiden DNA-Stränge sind über Wasserstoffbrücken verbunden. A paart immer mit T und G immer mit C. Dadurch entspricht jeder Strang dem anderen.

Die DNA besteht aus zwei Polynukleotidketten, die sich rechtsdrehend umeinander winden. Sie verlaufen antiparallel, das Zucker-Phosphat-Rückgrat liegt außen und die Basenpaare innen.

Startpunkte der DNA-Synthese in Eukaryoten. Sie werden durch ARS-Sequenzen (Autonomous Replicating Sequences) definiert.

Autonome Replikationssequenzen. Dies sind Nukleotidsequenzen auf der DNA, die den Replikationsursprung markieren und die Replikation starten.

Origin Recognition Complex. Ein Proteinkomplex, der ARS-Sequenzen erkennt und an diese bindet, um die Replikation zu initiieren.

Gene kodieren für Proteine. Das bedeutet, dass sie die Baupläne dafür liefern, wie Proteine hergestellt werden.

Eine rezessiv vererbte Krankheit, bei der Betroffene Homogentisinsäure nicht abbauen können.

Experimente an Neurospora crassa (Schimmelpilz), die zeigten, dass ein Gen für ein bestimmtes Enzym kodiert.

Neurospora crassa (Schimmelpilz) wird genutzt, um Mutanten zu isolieren, die Defekte in bestimmten Stoffwechselwegen aufweisen.

Die asymmetrische Windung der DNA-Helix führt zur Bildung von 'großen' (Major Groove) und 'kleinen' (Minor Groove) Furchen.

Die DNA kann durch Hitze oder denaturierende Lösungen in ihre Einzelstränge getrennt werden, da die schwachen Wasserstoffbrücken zwischen den Basen brechen.

Die Basen Adenin (A) und Thymin (T) sowie Guanin (G) und Cytosin (C) bilden immer Paare. Diese spezifischen Paarungen ermöglichen den präzisen Kopierprozess der Replikation.

DNA ist in der Zelle eng verpackt, um Platz zu sparen. In Prokaryoten liegt die DNA als zirkuläres Molekül vor, in Eukaryoten als lineare Chromosomen.

Bakterielle DNA ist zusätzlich durch Supercoiling kompakter gepackt. Dabei wird die DNA-Doppelhelix in sich selbst verdreht, wodurch sie kompakter wird.

Topoisomerasen sind Enzyme, die die kompakte Verpackung der DNA durch Supercoiling beeinflussen, indem sie DNA-Stränge schneiden, drehen und wieder verbinden.

Wenn einer der beiden Stränge eines Supercoils gebrochen wird, entsteht ein 'offener Kreis' (open circle).

Die Phagen werden mit 32P (radioaktives Phosphat) für die Markierung der DNA oder mit 35S (radioaktives Sulfat) für die Markierung von Proteinen markiert.

Nur die 32P-markierten Phagen hinterlassen Spuren in den Bakterien und führen zur Produk9on neuer Phagen, welche wiederum radioak9v sind. Dies beweist, dass die DNA und nicht das Protein als genetisches Material weitergegeben wird.