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Genetik der Zelle

Ob prokaryotisch oder eukaryotisch und unabhängig vom Grad ihrer Komplexität, Zellen teilen sich alle nach einem Prinzip – durch Zweiteilung. Der Zellteilungszyklus läuft in wenigen Schritten von einer Zelle zu zwei aus dieser Ursprungszelle entstehenden Tochterzellen.

Achtung! Wir wechseln nun zu den Eukaryoten und betrachten zunächst die Teilung der eukaryotischen Körperzellen ( Mitose).

Die DNA des Menschen ist auf 23 Chromosomenpaare verteilt.

Merke

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Zellen = kleinste Einheit des Lebens

Schema eines Metaphasenchromosoms
Schema eines Metaphasenchromosoms

Das Metaphasenchromosom:

Zwei Chromatiden sind über das Zentromer miteinander verbunden. Der kurze Arm des Chromatids wird als p-Arm (von frz. „petit“ = klein) bezeichnet, der lange Arm als q-Arm. Das im Lichtmikroskop sichtbare Chromosom ist zwischen 0,2 und 20 µm lang.

Wie ist ein Chromosom organisiert?

Zunächst ist unbedingt zwischen 1-Chromatid-Chromosomen (1CC) und 2-Chromatid-Chromosomen (2CC) zu unterscheiden. Der Informationsgehalt der 1CC und 2CC ist jedoch VÖLLIG IDENTISCH!

Stellen Sie sich vor, Sie kaufen zwei identische Ausgaben dieses Lernskripts. Sie haben dann doppelt so viele Seiten, aber die Information, die Sie erhalten, bleibt ein und dieselbe. Sie haben identische Kopien des Skripts vorliegen.

In Zeiten von Computern und Software würde Sie das Programm fragen: „Do you want to replace?!“ Die Natur ersetzt aber nicht, sondern repliziert, d. h. verdoppelt, um das Erbmaterial im Anschluss auf zwei Zellen zu verteilen!

Abbildung 20 zeigt anhand eines Graphen die Veränderung des DNA-Gehalts einer Zelle im Verlauf des Zellzyklus. Hier wird deutlich, dass das genetische Material erst verdoppelt werden muss, bevor sich die Zelle teilen kann. Beim menschlichen Genom passiert dies dadurch, dass das Chromosom nach der Verdopplung zum 2CC wird!
DNA-Menge in einer Zelle in Abhängigkeit von der Zeit.

Die Abbildung zeigt anhand eines Graphen die Veränderung des DNA-Gehalts einer Zelle im Verlauf des Zellzyklus. Hier wird deutlich, dass das genetische Material erst verdoppelt werden muss, bevor sich die Zelle teilen kann. Beim menschlichen Genom passiert dies dadurch, dass das Chromosom nach der Verdopplung zum 2CC wird!

Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Molekularbiologie / Genetik

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Molekularbiologie / Genetik zum Kurs
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • DNA als Erbsubstanz
    • Einleitung zu DNA als Erbsubstanz
    • Molekularbiologie als Thema im Abitur
    • Aufbau der DNA
      • Einleitung zu Aufbau der DNA
      • Einzelstränge der DNA
    • Experiment von Griffith (1928)
    • Mutationen
    • DNA- Replikation
      • Einleitung zu DNA- Replikation
      • historisches Experiment: Meselson und Strahl
    • Organisation der DNA
  • Vom Gen zum Protein
    • Einleitung zu Vom Gen zum Protein
    • Transkription
    • Translation
      • Einleitung zu Translation
      • Der genetische Code
      • Die Aufgaben der RNAs (mRNA, tRNA)
    • Proteinbiosynthese in Eukaryoten
    • Genwirkkette
      • Einleitung zu Genwirkkette
      • Genwirkkette am Beispiel Neurospora crassa
      • additive Polygenie
    • Regulation der Genexpression
      • Einleitung zu Regulation der Genexpression
      • Genregulation: molekularen Ebenen
      • Lac-Operon
      • Trp-Operon
      • Genexpression bei Eukaryoten
        • Einleitung zu Genexpression bei Eukaryoten
        • Epigenetik
          • Einleitung zu Epigenetik
          • DNA-Methylierung
        • Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Einleitung zu Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Entwicklungsstadien von Drosophila - regulierte Genexpression
  • Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Einleitung zu Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Klonierung
      • Einleitung zu Klonierung
      • Restriktionsenzyme
      • Methode: Gel-Elektrophorese
      • Klonierung von Fremd-DNA und Transformation
      • Transformation
      • cDNA
    • Methode: Polymerase-Ketten-Reaktion
    • Methode: genetischer Fingerabdruck
    • Methode: Gensonde
    • Methode: DNA-Microarray (Biochip)
    • Methode: FISH
    • Bedeutung von Gentechnik in Biologie, Landwirtschaft und Medizin
  • Genetik der Zelle
    • Einleitung zu Genetik der Zelle
    • Zellteilung
      • Einleitung zu Zellteilung
      • Mitose
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    • Stammzellen
      • Einleitung zu Stammzellen
      • Gewinnung embryonaler Stammzellen
      • Differenzierung von Stammzellen
      • Differentielle Genaktivität
        • Einleitung zu Differentielle Genaktivität
        • Steuerung der Genexpression in verschiedenen Entwicklungsphasen
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          • Einleitung zu therapeutisches Klonen
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      • Stammzellen - wie weit darf die Forschung gehen?
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    • Einleitung zu Humangenetik
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    • Der Einfluß einer Mutation auf den Phänotyp - Beispiel einer Erbkrankheit
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    • Blutgruppen und Rhesusfaktoren
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