Die Erbinformation steckt in der DNA und ist in ineinander verschachtelten Ebenen organisiert: Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, viele Gene liegen aufgereiht auf einem Chromosom, und die Chromosomen liegen im Zellkern. Jede Körperzelle enthält denselben vollständigen Chromosomensatz; vor jeder Zellteilung verdoppelt die Replikation die gesamte Information, und in der Mitose (Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase) werden die beiden Kopien jedes Chromosoms auf die Tochterzellen verteilt. Gerade das Verhältnis von Gen, Chromosom und Zelle wird oft verwechselt (Lewis und Wood-Robinson 2000): Die Begriffe werden unverbunden nebeneinandergestellt, statt ineinander eingeordnet. Diese Ebenen sind die strukturelle Grundlage für Mendel, Molekulargenetik und Proteinbiosynthese.
Falsch! Bei Eukaryoten (Tiere, Pflanzen, Pilze) befindet sich die DNA im Zellkern, organisiert in Chromosomen. Bei Prokaryoten (Bakterien) liegt die DNA frei im Zellplasma.
Proteine bestehen aus verschiedenen Kombinationen von ___.
✓ Antwort: Aminosäuren
Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die in unterschiedlicher Reihenfolge zu Proteinen verknüpft werden. Die Reihenfolge bestimmt die Funktion des Proteins.
Bakterien besitzen keinen Zellkern und ihre DNA liegt als ringförmiges Chromosom vor.
âś“ Wahr
Richtig! Bakterien sind Prokaryoten. Ihre DNA liegt als ringförmiges Bakterienchromosom frei im Zellplasma. Zusätzlich können sie kleine ringförmige DNA-Moleküle (Plasmide) besitzen.
Bei der Replikation werden die beiden DNA-Stränge getrennt und jeweils ein komplementärer Strang aufgebaut. So entstehen zwei identische DNA-Doppelhelices.
â—Ź Eine Zellteilung, bei der zwei genetisch identische Tochterzellen entstehen
â—‹ Die Bildung von Keimzellen
â—‹ Die Verdopplung der DNA
â—‹ Die Verschmelzung zweier Zellen
Die Mitose ist die Kernteilung, bei der die verdoppelten Chromosomen gleichmäßig auf zwei Tochterzellen verteilt werden. Die Tochterzellen sind genetisch identisch.
Der Zellzyklus besteht aus der Interphase und der ___.
âś“ Antwort: Mitose
In der Interphase wächst die Zelle und verdoppelt ihre DNA. In der Mitose teilt sich der Zellkern und anschließend die Zelle. So entstehen zwei identische Tochterzellen.
â—Ź Die Information der DNA wird in ein Protein ĂĽbersetzt
â—‹ Die DNA wird kopiert
â—‹ Chromosomen werden verdoppelt
â—‹ Neue Gene entstehen
Bei der Proteinbiosynthese wird die genetische Information der DNA über mRNA abgelesen und in eine Aminosäuresequenz (Protein) übersetzt. Der Weg: Gen → mRNA → Protein → Merkmal.
● Sie beschleunigen chemische Reaktionen im Körper
â—‹ Sie speichern die genetische Information
â—‹ Sie transportieren Sauerstoff
â—‹ Sie bilden die Zellmembran
Enzyme sind Proteine, die als Biokatalysatoren wirken. Sie beschleunigen biochemische Reaktionen im Körper enorm, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.
Homologe Chromosomen tragen Gene für die gleichen Merkmale, können aber unterschiedliche Allele besitzen.
âś“ Wahr
Richtig! Homologe Chromosomen (eines von jedem Elternteil) haben Gene für die gleichen Merkmale an den gleichen Positionen. Die konkreten Ausprägungen (Allele) können aber verschieden sein.
Die Genwirkkette beschreibt den Weg vom Gen zum Merkmal: Ein Gen enthält die Information für ein Protein. Das Protein beeinflusst (z. B. als Enzym) Stoffwechselwege und damit die Merkmalsausprägung.
Vor der Zellteilung liegen die Chromosomen als ___-Chromosomen vor, die aus zwei identischen Chromatiden bestehen.
âś“ Antwort: Zwei-Chromatid
Nach der Replikation besteht jedes Chromosom aus zwei identischen Chromatiden (Zwei-Chromatid-Chromosom). Bei der Mitose werden diese getrennt: Jede Tochterzelle erhält ein Ein-Chromatid-Chromosom.