Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Molekulargenetik im Überblick  DNA-Moleküle sind Riesenmoleküle , die sich aus Tausenden von Nukleo­ tiden zusammensetzen. DNA-Nukleotide bestehen aus Desoxyribose , einer or­ ganischen Base (Guanin, Cytosin, Adenin, Thymin) und einer Phosphatgruppe . Jeweils zwei solcher Polynukleotidketten verbinden sich über die Basen strick­ leiterartig zu einem Doppelstrang , der spiralig gewunden ist. Damit die sehr langen DNA-Moleküle im Zellkern Platz haben, sind sie auf Eiweißmolekülen aufgewickelt. Die DNA enthält die Erbinformation – verschlüsselte Informationen für die Synthese von Proteinen, die den Stoffwechsel steuern, die Ausbildung von Merk­ malen bewirken und teilweise auch das Verhalten bestimmen. Die einzelnen Informationsträger (Abschnitte der DNA) werden als Gene bezeichnet. Proteine sind sehr lange Polypeptide , die durch Verknüpfung von 100 bis mehreren 1000 Aminosäuremolekülen entstehen. Für jedes Protein sind eine bestimmte Zahl und Abfolge der Aminosäuren sowie die räumliche Struktur charakteristisch.  Jeweils ein Gen enthält die Information (den Bauplan) für die Synthese eines bestimmten Polypeptids (bzw. Proteins). Die Abfolge der Basen in der DNA be­ stimmt die Reihenfolge der Aminosäuren in einem Polypeptid bzw. Protein. Nach der in der DNA codierten Bauanleitung für ein bestimmtes Protein wird zunächst eine entsprechende m-RNA synthetisiert ( Transkription ). Mit ihrer Hilfe erfolgt an den Ribosomen die Proteinsynthese ( Translation ). Die Genaktivität wird auf unterschiedliche Art gesteuert (zB durch Substrat­ induktion oder Endproduktrepression ).  Vor jeder Zellteilung kommt es zu einer Teilung des Zellkerns , der eine Ver­ doppelung der DNA vorausgeht. Bei der Replikation trennen sich die beiden Polynukleotidstränge der DNA reißverschlussartig auf. An die frei gewordenen Basen lagern sich passende Nukleotide an. Dadurch entstehen zwei idente DNA-Moleküle ( Schwesterchromatiden ), die an einer Stelle, dem Centromer, zunächst noch zusammenhängen.  Fehler bei der Verdoppelung der DNA führen zu Veränderungen der Erbinfor­ mation ( Mutationen ). Genommutationen sind Veränderungen der Chromo­ somenzahlen. Chromosomenmutationen sind Veränderungen an der Struktur der Chromosomen durch den Verlust oder eine Lageveränderung von Chromo­ somenteilen oder den Einbau von zusätzlichen Abschnitten anderer Chromo­ somen. Mutationen können auch in der chemischen Struktur der Gene auftreten ( Genmutationen ).  Der genetische Code ist universal, was vermuten lässt, dass alle Lebewesen von einer Ausgangsform abstammen. Die Zellen der Eukaryonten enthalten einen Zellkern mit Chromosomen , die Zellen der Prokaryonten sind kernlos, sie besitzen Nucleoide . Zusätzlich können kleinere DNA-Ringe ( Plasmide ) vor­ handen sein. Viren bestehen nur aus Nukleinsäuremolekülen, die von einer Proteinhülle um­ geben sind. Sie sind keine Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel be­ sitzen und zu ihrer Vermehrung Wirtszellen benötigen. Viroide und Prionen sind infektiöse Partikel, die wie die Viren keine Lebe­ wesen sind. 47 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv