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16 Ein Chromosom ist zu etwa gleichen Teilen aus letztlich einem DNA-Molekül (in der G1-Phase) und zahlreichen Proteinen (Histone) aufgebaut.
Die anfängliche Vermutung, dass die Proteine die genetische Information tragen, konnte mit
Hilfe von radioaktiven Isotopen widerlegt werden.
Wann, von wem und wie wurde zuerst der Nachweis geführt, dass hierfür nur die DNA in Frage kommt?
01 Wer hat für die Aufdeckung der Molekülstruktur der DNA den Nobelpreis bekommen und in welchem Jahr war das?
02 Je zwei der vier Basen sind zueinander komplementär.
Welche sind zueinander komplementär? Wodurch kommt diese spezifische Basenpaarung zu Stande?
17 Für ein spezielles DNA-Molekül (z.B. von einem bestimmten Chromosom) ist ermittelt worden, dass 23 Prozent der Basen auf Cytosin entfallen. Welchen prozentualen Anteil haben die anderen drei Basen?
18 Abgesehen von den in Frage 2 angesprochenen Zusammenhängen bot sich noch eine andere Möglichkeit, zu der Hypothese zu gelangen, dass bestimmte Basen paarweise auftreten. Beschreibe ein geeignetes Verfahren zur Begründung dieser Hypothese.
03 Durch welchen Versuch wurde die semikonservative Replikation der DNA bestätigt?
(Beschreibung der Versuchsidee und der Ergebnisse)
04 Was beschreibt der Begriff Doppelhelix im Unterschied zur einfachen Helix? Welche notwendige Konsequenz ergibt sich daraus für die Auftrennung der beiden Stränge z.B. bei der Bildung der Replikationsgabel? Könnte man die Stränge einfach auseinanderziehen?
05 Was ist und was leistet eine Helikase bei der Replikation der DNA?
06 Was ist ein Polymer?
07 Was ist und was leistet eine DNA-Polymerase?
08 Die DNA-Polymerasen arbeiten nur in der Richtung 5' -> 3'.
Welches Problem ergibt sich dann bei der gleichzeitigen Replikation an beiden Strängen? (Stichworthilfe: Okazaki)
09 Was bewirkt eine DNA-Ligase?
10 Man hat beim Menschen die Länge von gestreckten DNA-Molekülen ermittelt:
Sie haben eine Länge von 1,7 cm bis 8,5 cm. Wieviele Nukleotidpaare ergeben sich jeweils daraus?
Eine frühe Veröffentlichung (http://biocrs.biomed.brown.edu)
zur Struktur der DNA in der Zeitschrift "Nature" enthält die für die Berechnung erforderlichen Längenangaben in Å (entspricht A mit
Kringel oben, Å=Angström 1Å=10-8cm).
11 Beim Menschen werden etwa 50 Nukleotide pro Sekunde repliziert.
Bei Bakterien ist die Replikationsgeschwindigkeit höher.
Ermittle die Geschwindigkeit aus den im Material (siehe Kopie) angegebenen Informationen.
12 Die momentane Ausstattung einer Zelle mit Enzymen bestimmt deren Stoffwechselaktivität.
Enzyme sind Proteine. Für die Umsetzung der genetischen Information ist also zumindest erforderlich, dass die DNA den Bauplan für die benötigten Proteine enthält.
Ein DNA-Strang kann verglichen werden mit einem Text, der in einem Alphabet mit vier Zeichen (4 Basen) formuliert ist.
Ein Protein ist dagegen vergleichbar mit einem Text, der in einem Alphabet mit 20 (22) Zeichen formuliert ist
(wie man noch nicht lange weiß, gibt es sogar 22 verschiedene Aminosäuren).
Erläutere, was man in diesem Zusammenhang unter dem genetischen Code versteht.
Wieso muss man, wenn man von einem kommafreien Code ausgeht (?), von Tripletts ausgehen ?
14 Die Proteine werden in den Zellen aus Aminosäuren aufgebaut.
Woher stammen diese Aminosäuren?
15 Wie kann man nachweisen, dass die Proteinbiosynthese im Cytoplasma - also außerhalb des Zellkerns - stattfindet?
19 Die DNA ist zu groß, um den Zellkern zu verlassen.
Die Information für ein Polypeptid / Protein wird auf eine entsprechende m-RNA übertragen, die in der Lage ist, durch die Poren der Kernmembran den Zellkern zu verlassen.
Worin unterscheidet sich die m-RNA von der DNA?
13 Erläutere den Vorgang der Transkription. Was für Enzyme sind an diesem Vorgang beteiligt?
20 Die Übersetzung der Basensequenz der m-RNA in die Aminosäuresequenz des aufzubauenden Proteins erfolgt entsprechend dem genetischen Code. Realisiert wird diese Übersetzung mit Hilfe der t-RNA-Moleküle. Jedes t-RNA-Moleküle ist für ein ganz bestimmtes Basentriplett auf der m-RNA zugeschnitten.
Erläutere dazu die Begriffe codogener Strang, Codon, Anticodon und die bestehenden Zusammenhänge.
21 Um die Übersetzung zu leisten, muss die t-RNA die zu dem Codon gehörige Aminosäure (entsprechend dem genetischen Code) mitbringen.
Erläutere die typische Struktur eines t-RNA-Moleküls. Erläutere auch, auf welche Weise erreicht wird, dass genau die passende Aminosäure an die t-RNA gebunden wird.
(Siehe dazu das kopierte Material).
22 Die Ribosomen umschließen mit ihren beiden Untereinheiten den Anfangsteil der m-RNA.
Erläutere den Vorgang der Translation (siehe auch Lehrbuch S.196+197) - insbesondere die Vorgänge am Ribosom.
23 (Siehe Lehrbuch S.196) Decke die obere Hälfte der Abbildung zu und baue anhand der m-RNA die Polypeptidkette mit Hilfe der Tabelle (genetischer Code) auf S.195 auf.
Verschärfung der Übung: Welche Polypeptidkette würde sich ergeben, wenn das 5'-Ende der m-RNA auf der linken Seite liegen würde?
24 Auf welche Weise werden möglichst schnell möglichst viele Proteine nach dem Muster eines m-RNA-Moleküls aufgebaut?
Wie groß ist etwa die "Lebensdauer" eines m-RNA-Moleküls (steht im Lehrbuch)?
00 Demnächst Info: Genregulation Jacob-Monod-Modell (www.vobs.at/bio/gen-mol/g-molgen03.htm)
00 Demnächst - evtl. Referate
00 Demnächst - evtl. Referate/Arbeitsgruppen