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Vom Gen zum Protein

Die Erbinformation, d. h. die DNA, bildet Grundlage und Ausgangspunkt für den gesamten Prozess der Informationsübertragung. Sie ist die Vorlage für die Proteinherstellung. mRNA dient als Bote und bringt die „abgeschriebene Nukleotidinformation" zum Ribosom. Dort wird sie in Proteininformation übersetzt.

Hinweis

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Es gibt allerdings auch Ausnahmen, die „entgegen dieser Einbahnstraße" arbeiten bzw. arbeiten lassen. So bringen Viren oftmals RNA-Information in die Wirtszelle. Diese wird dort in DNA „zurückübersetzt" (Enzym: Reverse Transkriptase = RT). Hingegen enthalten krankmachende Formen der Prionproteine gar keine DNA- bzw. mRNA-Information.

Was ist ein Gen?

Ein Gen ist die Bezeichnung für eine bestimmte Einheit im Erbgut eines Lebewesens, die zur Bildung aller zellulären und extrazellulären Proteine und RNA-Moleküle einer Zelle dient. Durch Reproduktion wird die komplette Erbinformation an die Tochtergenerationen weitervererbt.

  • Herleitung des Begriffs Gen: griechisch „genesis" = Entstehung
  • Synonyme: Erbeinheit, Erbfaktor, Erbanlage

Eukaryoten und Prokaryoten – unterschiedliche Organisation des Erbguts

Gene von Eukaryoten:

• sind auf langen Nukleinsäureketten zu finden
• diese können zu Chromosomen kondensieren 
• befinden sich im Zellkern 
• bestehen aus codierender Information (Exons) und nichtcodierender Information (Introns)

Merke

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Exons: codierende Bereiche der DNA; Introns: nichtcodierende Bereiche der DNA

Mosaikgen: bezeichnet ein eukaryotisches Gen, das aus Exons und Introns besteht. Der (veraltete) Name Mosaikgen beschreibt das Vorhandensein codierender und nichtcodierender Sequenzen innerhalb der eukaryotischen Genstruktur.

Die erste Abschrift des Mosaikgens (in hn-mRNA oder prä-mRNA) enthält sowohl die codierenden als auch die nichtcodierenden Sequenzen der DNA. Erst durch den Spleißvorgang werden die nichtcodierenden Bereiche entfernt.

Bakterielle Gene:

• Erbinformation liegt als einzelnes, ringförmiges Chromosom vor
• auch extrachromosomale Gene auf Plasmiden möglich
• keine Aufteilung des Zellinneren in Organellen und Kompartimente
• Gene können teilweise überlappen, sind nie von Introns unterbrochen

Virale Gene:

• einzel- oder doppelsträngige DNA- oder RNA-Moleküle
• assoziiert mit verschiedenen Nukleokapsid-Proteinen
• von Kapsid (= Proteinhülle) eingeschlossen

Merke

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Viren sind keine Lebewesen und benötigen immer einen Wirt, um „leben" zu können!

Das ?zentrale Dogma
 Schema der Informationsübertragung vom Gen zum Genprodukt
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Molekularbiologie / Genetik

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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
      • Meiose
      • Zellteilungsstörungen
    • Stammzellen
      • Einleitung zu Stammzellen
      • Gewinnung embryonaler Stammzellen
      • Differenzierung von Stammzellen
      • Differentielle Genaktivität
        • Einleitung zu Differentielle Genaktivität
        • Steuerung der Genexpression in verschiedenen Entwicklungsphasen
        • Dictoyostelium discoideum
        • therapeutisches Klonen
          • Einleitung zu therapeutisches Klonen
          • Reproduktionstechnik - am Beispiel Dolly
        • Genetische Askpekte einer Krebserkrankung
      • Stammzellen - wie weit darf die Forschung gehen?
  • Humangenetik
    • Einleitung zu Humangenetik
    • Gendiagnose
    • Mendel Regeln
      • Einleitung zu Mendel Regeln
      • monohybrider Erbgang
      • dihybrider Erbgang
      • Genkopplung
    • Genetische Beratung - Erbkrankheiten
    • Stammbaumanalysen
      • Einleitung zu Stammbaumanalysen
      • Heterozygotentest
      • Beispiele für Erbgänge und Stammbäume
    • Der Einfluß einer Mutation auf den Phänotyp - Beispiel einer Erbkrankheit
    • Pränataldiagnostik
    • Trisomie 21 - Beispiel einer Chromosomenmutation
    • Turner und Klinefelter - Beispiele für Fehlverteilungen der Gonosomen
    • Blutgruppen und Rhesusfaktoren
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