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E-Book

Prüfungs-Trainer Genetik

AutorAndreas Held
VerlagSpektrum Akademischer Verlag
Erscheinungsjahr2004
Seitenanzahl199 Seiten
ISBN9783827414731
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis18,00 EUR
Die Lebensversicherung für die Biologie-Prüfung

Sie haben Prüfungspanik und brauchen gedrucktes Valium? Dann nutzen Sie den Prüfungstrainer in den Tagen vor Ihrem großen Tag als roten Faden oder Notprogramm für die letzten Hürden. Diese Lebensversicherung hilft Ihnen,

- mit einem verlässlichen, autorisierten Kompendium die Stofffülle der Biologie zu beherrschen
- Essenzielles in kurzer Zeit möglichst effizient zu wiederholen oder abzuhaken und so
- einen letzten Sicherheits-Check durchzuführen.

Die Inhalte dieses Bandes basieren auf dem , herausgegeben von Katharina Munk, und ermöglichen durch zahlreiche Querverweise eine Vertiefung in Campbells Biologie. Sie sind so ausgewählt, dass sie den Kernbereich der Genetik breit abdecken.

Insgesamt umfasst diese Reihe 5 Bände. Diese lassen sich unabhängig voneinander nutzen. Die Themen sind:

- Mikrobiologie
- Biologie der Pflanzen
- Biologie der Tiere
- Genetik
- Biochemie und Zellbiologie

Der Autor

Andreas Held hat Biologie studiert und ist Übersetzer zahlreicher Biologie-Lehrbücher. Er ist somit als Kompilator dieser Reihe bestens prädestiniert. 

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Leseprobe
3. Replikation der DNA (S. 36-37)

Vererbung beruht auf der Replikation der DNA-Doppelhelix gelernt (Campbell S. 99)

• Grundvoraussetzung für Wachstum und Vermehrung: Teilung von Zellen
• dabei Weitergabe der genetischen Information (in Form von DNA)
• Verdoppelung der DNA und Verteilung auf die Tochterzellen

3.1 Grundschema der Replikation

Bei der Replikation dienen vorhandene DNA-Stränge durch Basenpaarung als Matrizen für neue komplementäre Stränge gelernt (Campbell S. 345)

Replikation

• Verdopplung der DNA durch Erzeugung identischer Kopien
• erfolgt semikonservativ, semidiskontinuierlich und simultan
• komplementäre Basenpaarungen müssen fehlerfrei erfolgen (A mit T und G mit C)
• Enzyme arbeiten nur in einer Richtung entlang der Matrix und können Strang nur verlängern, nicht neu beginnen
• Stränge der DNA-Doppelhelix verlaufen antiparallel (entgegenge- setzte Leserichtung)
• entsprechend unterschiedliche Tochterstränge
• Replikation muss mit anderen Prozessen abgestimmt sein mögliche Modelle für die DNA-Replikation
• nach Basenpaarung (AT – 2 Wasserstoffbrücken, GC – 3 Wasserstoffbrücken) ergeben sich drei Möglichkeiten für die Verdopplung der DNA
• dispersives Modell: neue Doppelhelix entsteht aus zufälliger Abfolge von Eltern- und Tochterfragmenten
• konservatives Modell: elterliche Doppelhelix bleibt unverändert erhalten, neue wird vollkommen neu synthetisiert
• semikonservatives Modell: konnte experimentell nachgewiesen werden (s. u.)

3.1.1. Semikonservative Verdopplung

• Auftrennung des elterlichen DNA-Doppelstranges in zwei Matrizenstränge
• zu jedem Synthese eines komplementärer Stranges
• replizierte DNA-Doppelhelix besteht aus jeweils einem Eltern- und einem neuen Tochterstrang
• neue DNA-Doppelhelices sind identisch experimenteller Nachweis der semikonservativen Replikation
• durch Dichtezentrifugation (Meselson-Stahl-Experiment): Ermittlung der Anteile schwerer, halbschwerer und normaler DNA-Doppelhelices mithilfe der 14N/15N-Methode
• durch Autoradiografie: mithilfe von radioaktiv markierten Nucleotiden
• durch Antikörper.uoreszenz: nach Einbau von Bromdesoxyuridin
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhalt8
1. Nucleinsäuren, Chromatin und Chromosomen12
1.1 Das Erbmaterial: DNA12
1.2 Bausteine der Nucleinsäuren13
1.3 Bau der Nucleinsäuren14
1.3.1 DNA-Doppelhelix15
1.4 Eigenschaften von Nucleinsäuren18
1.5 Organisation von prokaryotischer und eukaryotischer DNA19
1.5.1 Prokaryotische DNA19
1.5.2 Eukaryotische Chromosomen20
1.6 Chromosomenanalyse25
1.6.1 Cytogenetik25
1.7 Ungewöhnliche Chromosomenformen29
2. Struktur von Genomen30
2.1 Organisation und Größe von Genomen30
2.2 Virengenome31
2.2.1 Bakteriophagen32
2.2.2 Eukaryoten-Viren33
2.3 Prokaryotengenome34
2.3.1 Chromosom der Bacteria35
2.3.2 Chromosom der Archaea36
2.3.3 Transposons bei Prokaryoten36
2.3.4 Plasmide37
2.4 Eukaryotengenome38
2.4.1 Kerngenom38
2.4.2 Plasmon43
2.5 Genomprojekte45
3. Replikation der DNA47
3.1 Grundschema der Replikation47
3.1.1. Semikonservative Verdopplung48
3.1.2 Semidiskontinuierliche Verdopplung48
3.1.3 Simultane Verdopplung49
3.2 Ablauf der Replikation50
3.2.1 Erster Schritt: Replikationsinitiation50
3.2.2 Zweiter Schritt: Replikationselongation52
3.2.3 Dritter Schritt: Replikationstermination53
3.3 Enzyme der Replikation53
3.4 Replikation bei Prokaryoten56
3.4.1 Ablauf der Replikation bei Bacteria56
3.5 Replikation bei Viren58
3.6 Replikation bei Eukaryoten58
3.6.1 Ablauf der mitotischen Replikation59
3.6.2 Replikation und Zellzyklus60
4. Transkription64
4.1 Allgemeine Prinzipien64
4.2 Transkription bei Bacteria67
4.2.1 Initiation der Transkription67
4.2.2. Elongation der Transkription68
4.2.3 Termination der Transkription68
4.2.4 Prozessierung der RNA69
4.3 Transkription bei Eukaryoten69
4.3.1 Initiation71
4.3.2 Elongation71
4.3.3 Cotranskriptionale RNA-Prozessierung71
4.3.4 Termination73
4.3.5 RNA-Editing73
4.4 Transkription bei Archaea73
5. Translation74
5.1 Der genetische Code74
5.2 Die tRNA76
5.3 Beladung der tRNA mit Aminosäuren77
5.4 Ribosomen78
5.5 Die drei Phasen der Translation79
5.5.1 Translation bei Bacteria79
5.5.2 Translation bei Eukaryoten82
5.5.3 Translation bei Archaea83
5.6 Proteinfaltung83
5.7 Proteintargeting84
5.8 Posttranslationale Proteinmodi.kation85
5.9 Proteinabbau85
6. Meiose87
6.1 Bedeutung der Meiose87
6.2 Die Phasen der Meiose89
6.2.1 Prophase I89
6.2.2 Prometaphase I und Metaphase I • Ausbildung des Spindelapparats •92
6.2.3 Anaphase I92
6.2.4 Telophase I und Interkinese92
6.2.5 Prophase II bis Telophase II92
6.3 Rearrangierte Chromosomen in der Meiose93
6.3.1 Translokationen93
6.3.2 Inversionen95
6.3.3 Meiose ohne Chiasmabildung95
7. Formalgenetik96
7.1 Wichtige Grundbegriffe96
7.1.1 Dominanz und Kodominanz97
7.1.2 Schreibweisen in der Genetik98
7.2 Probleme bei genetischen Analysen99
7.3 Modellorganismen der Formalgenetik101
7.4 Die Mendel-Regeln101
7.4.1 Grundbegriffe bei Kreuzungsexperimenten102
7.4.2 Erste Mendel-Regel (Uniformitätsregel)103
7.4.3 Zweite Mendel-Regel (Spaltungsregel)104
7.4.4 Dritte Mendel-Regel (Unabhängigkeitsregel)105
7.5 Kopplung von Genen und Genkartierung106
7.6 Geschlechtsgebundene Vererbung108
7.7 Stammbaumanalyse108
7.7.1 Autosomal dominanter Erbgang109
7.7.2 Autosomal rezessiver Erbgang110
7.7.3 X-chromosomal gebundene Vererbung110
7.8 Formalgenetik an haploiden Organismen111
7.9 Ausnahmen von den Mendel-Regeln112
8. Rekombination114
8.1 Homologe Rekombination114
8.1.1 Die meiotische Rekombination114
8.1.2 Die mitotische Rekombination116
8.1.3 Die parasexuelle Rekombination bei Prokaryoten116
8.1.4 Molekulare Grundlagen der Rekombination117
8.2 Nicht-homologe Rekombination119
8.2.1 Nicht-homologe sequenzspezi.sche Rekombination120
8.2.2 Nicht-homologe unspezi.sche Rekombination120
8.3 Transposons und Transposition bei Prokaryoten121
8.4 Transposons und Transposition bei Eukaryoten124
8.4.1 Transposition über ein Transposase-System125
8.4.2 Transposition über reverse Transkription125
8.5 Retroviren127
8.5.1 Reverse Transkription127
8.5.2 Tumorinduktion durch Retroviren128
9. Mutation und Reparaturmechanismen130
9.1 Mutationenstypen130
9.1.1 Genmutationen130
9.1.2 Chromosomenmutationen132
9.1.3 Genommutationen136
9.2 Spontane Mutationen: Häu.gkeit und Richtung140
9.3 Ursachen von Mutationen141
9.3.1 Zerfallsreaktionen von Nucleinsäuren141
9.3.2 Fehlpaarungen (Mismatches)142
9.3.3 Chemische Mutagenese142
9.3.5 Strahleninduzierte Mutationen143
9.3.6 Dynamische Mutationen144
9.3.7 Mutationen durch „springende“ Gene144
9.4 Reparatur von DNA-Schäden145
9.4.1 Direkte Reparatur modi.zierter Basen145
9.4.2 Basen-Excisions-Reparatur146
9.4.3 Mismatch-Reparatur146
9.4.4 Nucleotid-Excisions-Reparatur146
9.4.5 Weitere Reparaturmechanismen147
9.5 Suppression von Mutationen148
10. Regulation der Genexpression149
10.1 Allgemeine Prinzipien der Regulation149
10.2 Regulation bei Bacteria150
10.2.1 Erste Regulationsebene: DNA-Ebene150
10.2.2 Zweite Regulationsebene: Transkription151
10.2.3 Regulation auf Ebene der gekoppelten Transkription/Translation157
10.2.4 Dritte Regulationsebene: posttranskriptionale Regulation158
10.2.5 Vierte Regulationsebene: Translation159
10.2.6 Fünfte Regulationsebene: posttranslationale Regulation auf Proteinebene159
10.3 Regulation bei Eukaryoten161
10.3.1 Regulation der Transkriptionsinitiation161
10.3.2 Posttranskriptionale Regulation165
10.3.3 Regulation in Plastiden und Mitochondrien166
10.4 Regulation bei Archaea167
11. Methoden der Molekulargenetik168
11.1 Molekularbiologische Methoden der DNA-Aufbereitung168
11.2 Enzyme als molekularbiologische Werkzeuge170
11.3 Vektoren173
11.3.1 Plasmide als Vektoren174
11.3.2 Bakteriophagen als Vektoren175
11.3.3 Hybride Vektoren176
11.3.4 Eukaryotische Vektoren176
11.4 Klonierung177
11.5 Identifizierung von gesuchten Klonen178
11.5.1 Überprüfung von Klonen durch Southern-Hybridisierung179
11.6 Polymerasekettenreaktion181
11.7 Sequenzanalyse183
11.8 Gendiagnostische Methoden185
11.9 Transgene Organismen187
11.9.1 Transfer von DNA in Organismen187
11.9.2 Identifizierung von transgenen Organismen189
11.9.3 Anwendungsbeispiele für Genübertragung189
11.10 Probleme und Risiken der Gentechnik191
Index192

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