Begegnungen mit der Natur 6, Schulbuch

17 Kernteilungsprozesse als Grundlage der Fortpflanzung M Arbeitsheft Seite 3 Mitose und Zellteilung – Grundvoraussetzung für die Weitergabe genetischen Materials Die Reproduktion eines Lebewesens, also die Erzeugung neuer Individuen (Nachkommen), bedeutet auch immer, dass sich Zellen vervielfältigen müssen. Dazu müssen sie sich teilen. Grundvoraussetzung für die Zellteilung ist die Mitose, die Teilung des Zellkerns. Die Erbinformation ist in der DNA gespeichert Um den Mechanismus der Mitose zu verstehen, ist eine Kenntnis des Aufbaus der Erbsubstanz notwendig. Die DNA setzt sich aus Tausenden von Nukleotiden zusammen. In den Nukleo- tidketten der DNA wechseln sich Zuckermoleküle (Desoxiribose) und Phosphorsäuremoleküle regelmäßig ab. Seitwärts an den Zuckermolekülen hängen die Basen C, G, T und A ( Abb. 1), ihre bestimmte Abfolge codiert die Erbinformation. Bei der DNA sind jeweils zwei Nukleotidketten mit den Basen strickleiterartig zu einem Doppelstrang verbunden. Die Struktur der Basen ermöglicht nur Bin- dungen zwischen Adenin und Thymin, Guanin und Cytosin. Das bedeutet, dass sich im DNA-Molekül stets Adenin und Thymin sowie Cytosin und Guanin gegenüberstehen. Um Platz zu sparen, liegt der DNA-Doppelstrang im Zellkern nicht als gestreck- tes Molekül vor, sondern ist spiralig gewunden. Man spricht von einer Doppel- spirale. Zusätzlich ist die DNA um spezielle Proteine gewickelt. Der Komplex aus DNA und Proteinen wird Chromatin genannt. Die Verdoppelung der DNA ist Voraussetzung für die Kernteilung Damit die beiden neuen Zellen auch identisches Erbmaterial haben, erfolgt vor der Kernteilung (Mitose) die Reduplikation, die Verdoppelung des Chroma- tins. Die beiden Nukleotidstränge der DNA-Doppelspirale trennen sich reißver- schlussartig. An die frei gewordenen Basen lagern sich passende, im Kernplas- ma frei vorkommende Nukleotide an. Am Ende dieses Vorgangs liegen zwei idente DNA-Moleküle vor, die aus je einem alten Nukleotidstrang, der aus dem ursprünglichen DNA-Strang stammt, und einem neuen Nukleotidstrang, der durch die Anlagerung der Nukleotide entstanden ist, bestehen ( Abb. 2). Reproduktion re (lat.) = zurück, producere (lat.) = her- vorbringen DNA 1953 gelang es dem Amerikaner James Watson (geb. 1928), dem Engländer Francis Crick (1916–2004), dem gebürti- gen Neuseeländer Maurice Wilkins (1916–2004) und der britischen Chemike- rin Rosalind Franklin (1920–1958) die komplizierte Struktur der Desoxiribo- nukleinsäure (DNA) aufzuklären. Lange Zeit glaubte man, dass Leben spontan aus unbelebter Materie entstehen kann. Diese Theorie hielt sich bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts. Im folgenden Text erfährst du, welche Wissenschafter neue Erkenntnisse lieferten, die diese Theorie endgültig widerlegten. Die irrtümlich hineingerutschten Buchstaben sagen dir von vorne nach hinten gelesen, wie die Theorie vom spontanen Entstehen von Lebewesen aus unbelebter Materie bezeichnet wurde. Über die Jahrhuunderte hatten Wissenschafter, wie Aristoteles (348–322 v. Chr.) oder Johan Baptista van Helmont (1580-1644) Hinweise für die Theorie der spontanen Errzeugung von Leben aus unbelebter Materie geliefert. Im Jahre 1855 formulierte der in der Nähe von Belgrad geborene Pathologe Rudolf Virchow (1821–1902) aufgrund sei- ner Studien den Grundsatz „Omnis cellula e cellula“ – jede Zelle entsteht durch Teilung einer bereits existierenden Zzelle. Er lieferte damit den Grundsteein für die Erforschuung der Zellteilung. Beweise dafür lieferte unter ande- rem der französische Chemiker und Mikrobiologge Louis Pasteur (1822–1895). Er befasste sich eingehend mit dem Stuudium der Bakterien und der Frage nach ihrer Entstehung. In einem Experimennt konnte er beweisen, dass Bakterien Fäulnis verursachen und nicht umggekehrt und widerlegte so die Theorie der . Selbst aktiv! 1 Bau der DNA Adenin Guanin Cytosin Thymin Nukleotide Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv