Vererbung. Die durch Fortpflanzung entstandene Nachkommenschaft gleicht den Elternorganismen weitgehend

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1 Vererbung Die durch Fortpflanzung entstandene Nachkommenschaft gleicht den Elternorganismen weitgehend

2 Klassische Genetik Äußeres Erscheinungsbild: Phänotypus setzt sich aus einer Reihe von Merkmalen (Phänen)) zusammen Die Realisierung wird durch Gene (Erbfaktoren) gesteuert; ihre Gesamtheit ist der Genotypus Ein Merkmal kann durch viele Gene kontrolliert werden oder ein Gen kann ein oder mehrere Phäne kontrollieren

3 Modifikationen Organismen unterscheiden sich, auch wenn sie gleichen Genotypus haben Nichterbliche Unterschiede

4 Genom Gesamtheit der Gene auf einem Chromosom Es gibt auch extrachromosomale Gene Realisierung: Haplonten ein Chromosom, Diplonten 2, polyploide Organismen mehrere Chromosomen

5 Allele Verschiedene Zustände eines Gens (diploid: Diallelie) Homozygot (reinerbig): gleiche Konfiguration Heterozygot (mischerbig): verschiedene Allele Gene lassen sich rekombinieren

6 Mendelsche Regeln Uniformitätsregel Spaltungsregel Freie Kombinierbarkeit

7 Uniformitätsregel Eltern (Parental( Parental- oder P-Generation) P unterscheiden sich in einem Merkmal 1. Filialgeneration (F 1 -Generation) sind genotypisch gleiche (uniforme) Hybriden (Bastarde) Intermediärer Erbgang Dominater Erbgang

8 Spaltungsregel Kreuzt man die monohybride F 1 - Generation so spalten sich die Genotypen im Verhältnis 1 : 2 : 1

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10 Dominanter Erbgang Der Phänotyp bei dominanten Erbgängen ist 3 : 1

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12 Rückkreuzung Frage ob reinrassig oder Hybrid (F 1 ) kann man mit Rückreuzung mit dem rezessiven Elternteil klären Reinrassig: alle F 1 der Rückkreuzung gleichen den dominanten Elter Hybrid: 50 % zu 50 %

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14 Freie Kombinierbarkeit der Gene Wenn sich Rassen in 2 oder mehreren Genen unterscheiden (Di- bzw. Polyhybride) so werden bei Kreuzung die Gene normalerweise unabhängig voneinander vererbt Züchtung neuer Rassen

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16 Molekulare Genetik DNA und molekularer Bau: schon besprochen Desoxyribose,, Phosphat, Purin und Pyrimidinbasen Doppelhelix

17 Genetischer Code 4 verschiedene Basen Für 20 Aminosäuren müssen Basentriplets kodieren (4 2 = 16, 4 3 = 64) Triplet = Codon (mrna) Codon teterminierende Teil auf DNA = Codogen komplimentärer Teil bei der t-rna t = Anticodon

18 Replikation der DNA DNA-Polymerasen Semikonservativ Schrauben werden entwunden Komplementärer Strang wird ergänzt Fehler (1:10 4 ) werden durch Enzym korrigiert: Exonuklease (entfernt nicht- gepaarte Nucleotide)

19 Replikation der DNA (Eukaryonten) Wesentlich langsamer als bei Bakterien 5 3 leicht Antiparallel: Okazaki-Fragmente An mehreren Stellen gleichzeig (Replicon); 1000 und mehr pro DNA-Doppelhelix Doppelhelix DNA-Polymerasen Eigene Startpunkte (Iniationspunkte( Iniationspunkte) Replikationsgabeln (bidirektional)

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21 Mutationen Genommutationen (Anzahl der Chromosomen - Polyploidie) Chromosomenmutationen (Änderung der Chromosomenarchitektur; Deletion, Translocation, Duplication,, Inversion) Genmutationen (Änderung in der molekularen Architektur eines einzelnen Gens)

22 Mutationen Mutagene Strahlen Mutagene Agenzien Reparaturmechanismen

23 DNA- Klonierung Zur Sequenzbestimmung: viel DNA nötig DNA-Abschnitt Abschnitt wird ausgeschnitten (Restriktions-Endonucleasen Endonucleasen) Auf Plasmid übertragen (E.( coli), z.b. R-Plasmid Bakterien + Antibiotikum Wird durch Bakterien repliziert, die Plasmid haben Plasmide werden isoliert, klonierte DNA herausgeschnitten

24 DNA - Sequenzierung Chemische Methode Basenspezifische Spaltung denaturierter Einzelstrang-DNA durch Chemikalien Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese Enzymatische Methode Einbau in Bakteriophagen-Einzelstrang Hybridisierung mit einer synthetischen DNA Desoxynucleside3P + DNA-Polymerase - Lösung Veränderte Nucleoside (Didesoxy), Synthese wird abgebrochen Gelelektrophorese

25 Transgene Pflanzen Gentechnologie; direkte Veränderungen Kallus- oder Protoplastenkulturen von Pflanzen Überträger (Vektoren): Ti-Plasmide Plasmide, onkogene Bereiche weggeschnitten (keine Tumorbildung) Mikroprejektil (Wolfram); oder Viren Regeneration von Pflanzen Oder: Blütensprosse

26 Wie arbeiten Gene? Transkription Ablesen der DNA RNA Translation mrna Protein

27 Transkription RNA-Synthese: Sequenz der DNA wird abgelesen RNA-Polymerase Eukaryonten (mindstens 3: trna, rrna und mrna) mrna-vorläufer im Kern (Precursor( Precursor); werden noch modifiziert

28 Translation mrna + Ribosomen trna + Aminosäure Information der mrna wird in Proteine umgesetzt Basentripletts; Codon, Anticodon

29 Iniation Aktivierung der Aminosäuren (ATP, AS durch Aminoacyl-tRNA trna-synthetase an trna) Ribosomen Elongation Aktivierte AS zu Ribosomen Termination Ribosomen zerfallen in ihre Untereinheiten

30 Wie weiß die Zelle, wo sie ist? Das Tricolore Tricolore - Modell

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