Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Überblick Grundlagen der Genetik 39 DNA-Moleküle sind Riesenmoleküle , die sich aus Tausenden von Nukleo- tiden zusammensetzen. DNA-Nukleotide bestehen aus Desoxiribose , einer organischen Base (Guanin, Cytosin, Adenin, Thymin) und einer Phosphatgrup- pe . Jeweils zwei solcher Polynukleotidketten verbinden sich über die Basen strickleiterartig zu einem Doppelstrang , der spiralig gewunden ist. Damit die sehr langen DNA-Moleküle im Zellkern Platz haben, sind sie auf Eiweißmole- külen aufgewickelt. Die DNA enthält die Erbinformation – verschlüsselte Infor­ mationen für die Synthese von Proteinen, die den Stoffwechsel steuern, die Ausbildung von Merkmalen bewirken und teilweise auch das Verhalten bestimmen. Die einzelnen Informationsträger (Abschnitte der DNA) werden als Gene bezeichnet. RNA-Nukleotide ähneln in ihrer chemischen Zusammen­ setzung DNA-Nukleotiden, anstelle der Desoxiribose kommt der Zucker Ribose vor und die Base Thymin ist durch die Base Uracil ersetzt. Vor jeder Zellteilung kommt es zu einer Teilung des Zellkerns , der eine Verdoppelung der DNA vorausgeht. Bei der Replikation trennen sich die bei­ den Polynukleotidstränge der DNA reißverschlussartig auf. An die frei gewor­ denen Basen lagern sich passende Nukleotide an. Dadurch entstehen zwei idente DNA-Moleküle. Die Schwesterchromatiden hängen zunächst noch am Centromer zusammen. Proteine sind lange Polypeptide , die durch Verknüpfung von 100 bis meh­ reren 1000 Aminosäuremolekülen entstehen. Jedes Protein wird durch eine bestimmte Zahl und Abfolge der Aminosäuren sowie die räumliche Struktur charakterisiert. Jeweils ein Gen enthält die Information (den Bauplan) für die Synthese eines bestimmten Polypeptids (bzw. Proteins). Die Abfolge der Basen in der DNA bestimmt die Reihenfolge der Aminosäuren in einem Polypeptid bzw. Protein. Nach der in der DNA codierten Bauanleitung für ein bestimmtes Pro­ tein 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 ( Genregulation zB durch Substratinduktion oder Endproduktrepression ). Die Epigenetik geht der Frage nach, wie und inwieweit die Aktivität der Gene von der Umwelt beeinflusst wird. Der genetische Code ist universell, was vermuten lässt, dass alle Lebewe­ sen von einer Ausgangsform abstammen. Die Zellen der Eukaryonten enthal­ ten einen Zellkern (mit DNA, die bei Zellteilungen zu Chromosomen umge­ formt wird). Prokaryontische Zellen sind kernlos. Sie besitzen DNA in Form eines Nucleoids . Zusätzlich können kleinere DNA-Ringe ( Plasmide ) vorhanden sein. Viren bestehen nur aus Nukleinsäuremolekülen, die von einer Proteinhülle umgeben sind. Sie sind keine Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und zu ihrer Vermehrung Wirtszellen benötigen. Viroide und Prionen sind infektiöse Partikel, die wie die Viren keine Lebewe­ sen sind. Nur zu Prü zw cken – Eigentum des Verlags öbv