170 lines
7.3 KiB
Typst
170 lines
7.3 KiB
Typst
#import "../../template.typ": apply-template
|
|
#show: apply-template
|
|
#set page(
|
|
margin: auto,
|
|
header: [Übungen für die Bioklausur am _26.09.2024_]
|
|
)
|
|
#set text(lang: "de")
|
|
|
|
// hier ist meine Farbgebung von Wörtern
|
|
#show "tRNA": text(blue)[tRNA]
|
|
#show "mRNA": text(red)[mRNA]
|
|
#show "Aminosäure": text(orange)[Aminosäure]
|
|
#show "Ribosom": text(green)[Ribosom]
|
|
#show "ZK": text[Zellkern]
|
|
#show "Synthese": text(rgb("#af0790"))[Synthese]
|
|
|
|
#outline(indent: 1.5em)
|
|
|
|
= Überblick des relevanten
|
|
|
|
- Transkription
|
|
- Translation
|
|
- Spleißen
|
|
- 3' und 5'
|
|
|
|
= DNA
|
|
hier handelt es sich vorerst nur um *Prokaryoten*
|
|
|
|
//TODO: == Entdeckung
|
|
|
|
== Aufbau
|
|
|
|
- Basen
|
|
- komplementäre Paare\
|
|
Cytosin (C) — Guanin (G)\
|
|
Adenin (A) — Thymin (T)
|
|
|
|
== Replikation
|
|
|
|
- *Helicase* → trennt die DNA entzwei, Replikationsgabel entsteht
|
|
- *kontinuierliche* Synthese
|
|
- entlang des 3'-Ende
|
|
- hier entsteht der _Leitstrang_
|
|
- *diskontinuierliche* Synthese
|
|
- in Brocken, da hier das 5'-Ende freiliegt#footnote[und nur am 3'-Strich ansetzen kann] -> Okazaki-Fragmente
|
|
- DNA-Ligase bindet diese
|
|
- hier entsteht der _Folgestrang_
|
|
- *DNA-Polymerase* bindet freie Nukleotide an den originellen Strang
|
|
- ist auf #sym.arrow.b angewiesen
|
|
- *Primer* → dieses Molekül zeigt wo die DNA-Polymerase starten muss
|
|
- hierdurch wird auch markiert wo eine RNA beginnt → RNA-Primer
|
|
|
|
== Transkription
|
|
|
|
- eine mRNA bildet ein Gen
|
|
- Promotor → Basensequenz welcher den Anfang der Transkription anzeigt
|
|
- Terminator → Basensequenz welcher das Ende der Transkription zeigt
|
|
- RNA-Polymerase → entwindet Stränge der DNA vom _Promotor_ bis zum _Terminator_
|
|
- einer der beiden einzelnen DNA-Stränge gilt als Kopiervorlage → codogener Strang
|
|
|
|
Nach der Entwindung lagern sich RNA-Nucleotide an das 3'-Ende an, welche dann später von der RNA-Polymerase verbunden werden und letztlich die *mRNA* bilden.
|
|
|
|
mehrere Transkriptionen können zugleich für das selbe Gen zuständig sein.
|
|
|
|
== mRNA
|
|
|
|
mRNA → messeger-RNA\
|
|
tRNA → transfer-RNA\
|
|
rRNA → ribosomale RNA
|
|
|
|
*RNA* enthält statt _Thymin_ die Base _Uracil(U)_ #footnote[Also bindet sich A jetzt mit U]
|
|
|
|
- Triplett-Code → drei Basen sind für eine Aminosäure zuständig
|
|
- wird auch *Codon* genannt
|
|
- eindeutig → jedes Codon ist für genau eine Aminosäure zuständig
|
|
- degeneriert → mehrere verschiedene Codons können in der selben Aminosäure resultieren
|
|
- kommafrei → Codons erfolgen lückenlos und ohne Leerstellen aufeinander
|
|
- nahezu universell → fast alle Lebewesen nutzen den genetischen Code
|
|
|
|
== Translation
|
|
|
|
Übersetzt mRNA in eine Polypeptidkette mit bestimmter Reihenfolge
|
|
|
|
- tRNA wird mit je einer Aminosäure beladen → tRNA-Synthase
|
|
- Aminosäurebindungsstelle → hier kann sich die mRNA ans tRNA binden
|
|
- besteht aus Anitcodons
|
|
- übersetzt mRNA zu einer Aminosäure
|
|
- *Ribosome* → bestehen aus einer _großen_ un einer _kleinen Untereinheit_
|
|
- _kleine Untereinheit_ → Bindungsstelle für mRNA, liest diese ab
|
|
- _große Untereinheit_ → ist für Verknüpfung der Aminosäuren zuständig und hat drei Bindungsstellen für die tRNA-Moleküle und hat drei Stellen:
|
|
- *A-Stelle* → Eingang des Ribosomen, bindet je eine _beladene_ tRNA
|
|
- *P-Stelle* → verbindet Ribosom mit der Aminosäure der tRNA
|
|
- *E-Stelle* → hier verlassen die entladenen tRNA das Ribosom
|
|
|
|
*Ablauf:*\
|
|
+ mRNA lagert sich an _kleine Untereinheit_ des Ribosoms an, welche sich in Richtung des 3'-Ende bewegt bis es auf das *Startcodon* _AUG_ trifft
|
|
+ tRNA lagert sich an das *Startcodon* an und die _große_ und _kleine Untereinheit_ verbinden sich
|
|
+ Aminosäure wird von der tRNA an der *P-Stelle* an die *A-Stelle* weitergegeben und verlässt das Ribosom an der *E-Stelle*
|
|
+ Prozess wiederholt sich bis auf ein *Stoppcodon* wie _UAA_, _UAG_ oder _UGA_ in der *A-Stelle* getroffen wird
|
|
+ Das fertige Polypeptid an der *A-Stelle* wird freigegeben
|
|
|
|
Wenn mehrere Ribosomen zugleich dasselbe mRNA-Molekül ablesen wird dies Polysomen genannt.
|
|
|
|
= Eukaryoten
|
|
bisher handelte es sich die ganze Zeit nur um *Prokaryoten*
|
|
|
|
== Unterschiede zu Prokaryoten
|
|
|
|
- enthält Nucleotid-Sequenzen die kein Polypeptid codieren → *Introns*
|
|
- codierende Nucleotid-Sequenzen → *Exons*
|
|
|
|
Aufgrund dieser beiden werden Eukaryoten auch _Mosaikgene_ genannt.
|
|
|
|
== Genexpression
|
|
|
|
- ist hier von einer Kernhülle umgeben → Transkription und Translation sind voneinander getrennt
|
|
- Gene werden zunächst in mRNA transkribiert → *prä-mRNA*, welche vorerst im ZK bleibt
|
|
- Basen werden an die beiden Enden geknüpft
|
|
- 5'-Ende erhält modifizierte Form von Guanin → *cap-Struktur*\
|
|
⇒ schützt mRNA vor enzymatischen Abbau #footnote[hierbei handelt es sich um Enzyme welche zum regulieren von Stoffen im Körper eingesetzt werden und jede mRNA Abbauen könnte]<f-enzym> und erleichtert Anlangern an Ribosomen
|
|
- 3'-Ende erhält bis zu 300-Adenin-Nucleotide → *Poly-A-Schwanz*\
|
|
⇒ erleichtert Export ins Cytoplasma und schützt vor enzymatischen Abbau #footnote(<f-enzym>)
|
|
- *Spleißen* → Introns werden aus der prä-mRNA herausgeschnitten
|
|
- *alternative Spleißen* → _Introns_ können modifiatoren enthalten welche beim Spleißen verursachen das z.B. Intron in der mRNA verbleiben\
|
|
⇒ die möglichen proteincodierten Gene erhöhen sich #underline[hierdurch drastisch]
|
|
→ all dies ist teil der *Prozessierung*
|
|
|
|
#figure(
|
|
image("assets/Spleißen in Abfolge.excalidraw.png", height: 5%),
|
|
caption: [Ablauf des Spleißen]
|
|
) <fig-spleißen>
|
|
|
|
Der Prozess danach läuft wiefolgt ab (wie in @fig-spleißen zu sehen ist):\
|
|
+ reife mRNA verlässt ZK
|
|
+ mRNA wird zu Polypeptidkette übersetzt (allerdings nicht _cap-Struktur_ oder _Poly-A-Schwanz_)
|
|
+ *posttranslationale Modifikation* findet statt
|
|
|
|
= Genmutation
|
|
|
|
// das hier konnte ich einfach von meinem vorherigen Eintrag nehmen lol
|
|
|
|
Wie beeinflussen Genmutationen die Proteinbiosynthese?
|
|
|
|
*Arten der Mutationen:*
|
|
- Genommutationen #sym.arrow Anzahl der Chromosomen
|
|
- Chromosomenmutationen #sym.arrow Struktur von Chromosomen wird geändert
|
|
- Genmutationen #sym.arrow ein einzelnen Gen wird geändert
|
|
|
|
*Typen der Mutationen:*
|
|
- Punktmutation #sym.arrow betrifft nur eine einzelne Base (b.z.w. Basenpaar)
|
|
- Substitution #sym.arrow Basenpaar wird mit anderer ausgetauscht
|
|
- Insertion #sym.arrow eine zusätzliche Basenpaar wird hinzugefügt
|
|
- Deletion #sym.arrow ein Basenpaar wird verändert
|
|
|
|
*Substitutionen:*
|
|
- Missense-Mutation #sym.arrow Substitution erfolgt an erster und zweiter Stelle des Basentripplets\ #sym.arrow.double verändert massiv Aktivität
|
|
- stumme Mutation #sym.arrow erfolgt an dritter Stelle des Basentripplets\ #sym.arrow.double nicht so entscheidend wie die ersten beiden Basen des Basentripplets wichtiger sind #footnote[allerdings kann es trotzdem in einer anderen Aminosäure resultieren]
|
|
- Nonsense-Mutation #sym.arrow ein _Stopp-Codon_ entsteht\ #sym.arrow.double gebildetes Polypeptid ist meist funktionslos
|
|
|
|
*Insertionen und Deletionen:*
|
|
- Rasterschub-Mutationen #sym.arrow entsteht wenn kein vielfaches von drei gelöscht oder eingeschoben wird\ #sym.arrow.double Leseraster wird verschoben
|
|
|
|
Generell ist hier am wichtigsten, dass _die Struktur der mRNA erhalten bleibt_, was praktisch bedeutet das wenn eine Änderung erfolgt allerdings die Struktur identisch bleibt, es von wenig belang ist.
|
|
|
|
= Beispielbilder
|
|
|
|
#figure(
|
|
image("assets/BIO_Translation.excalidraw.png"),
|
|
caption: [Beipiel von Spleißen]
|
|
)
|