DNA / RNA und Chromosome
Desoxyribonukleinsäure
DNA: Desoxyribonukleinsäure, meist kurz als DNA bezeichnet, ist eine aus unterschiedlichen Desoxyribonukleotiden aufgebaute Nukleinsäure. Sie trägt die Erbinformation bei allen Lebewesen und den DNA-Viren. Das langkettige Polynukleotid enthält in Abschnitten von Genen besondere Abfolgen seiner Nukleotide.
tDNA: Die T-DNAbefindet sich nicht im Hauptchromosom des Bakteriums, sondern ist Teil eines kleinen ringförmigen DNA-Moleküls, des so genannten Ti-Plasmids (ti=tumorinduzierend). Dieses wird bei Infektion durch das Bakterium auf die Pflanzenzelle übertragen und bewirkt dort das Wachstum von Tumoren (Wurzelhalsgalle).
rDNA: Als Ribosomale DNA (rDNA) werden jene Abschnitte der Desoxyribonukleinsäure (DNA) bezeichnet, die die Gene für ribosomale RNA (rRNA) enthalten. rRNA ist ein wichtiger Bestandteil der Ribosomen, in denen die Proteinsynthese (Translation) stattfindet.
Ribonukleinsäuren
RNA: Ribonukleinsäuren sind organische Säuren, die eine maßgebliche Rolle bei der Neubildung von Proteinen in Zellen (Proteinbiosynthese) spielen. Sie befinden sich in Form von einsträngigen, fadenförmigen Makromolekülen im Zellkern und Zytoplasma der Zellen
mRNA: Eine mRNA oder messenger-RNA, zu deutsch Boten-Ribonukleinsäure, ist eine einzelsträngige Ribonukleinsäure, die genetische Information für den Aufbau eines bestimmten Proteins in einer Zelle überträgt.
tRNA: Die Kurzform tRNA steht für transfer-RNA. Transfer-RNAs sind kurze Ribonukleinsäurestränge, die in jeder Zelle bei der Bildung von Proteinen eine wichtige Rolle spielen, indem sie einzelne Aminosäuremoleküle transferieren. Die Länge reifer tRNA-Stränge liegt in der Regel zwischen 73 und 95 Nukleotiden.
rRNA: Die ribosomale RNA, kurz rRNA, ist RNA die in Ribosomen zu finden ist. Somit sie ist am Aufbau und der Funktion der Ribosomen beteiligt. Sie wird von der DNA (dem Abschnitt der DNA, der als rDNA bezeichnet wird) mithilfe des Enzyms RNA-Polymerase I abgelesen.
snRNA: Als snRNA (small nuclear RNA) bezeichnet man etwa 100 bis 300 Basenpaare grosse RNA-Fragmente, die im Zellkern mit Proteinen Komplexe bilden und als snRNPs (small nuclear Ribonucleoprotein particles) bei der Prozessierung der hnRNA, vor allem beim Splicing der Introns, mitwirken.
siRNA: mall interferring RNA (siRNA) und micro RNA (miRNA): erfüllen wichtige Funktionen bei der Regulation von zellulären Prozessen.
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Bestimmte RNAs schalten gezielt Gene ab und verhindern die Umsetzung der genetischen Information in Proteine (RNA Interferenz).
DNA Aufbau
Hier wird der Aufbau von DNA erklärt.
Grundaufbau der DNADer DNA-Faden ist wie eine Strickleiter aufgebaut. Das Rückgrat der Leiter besteht aus einem Zucker, der Desoxyribose, verbunden im Wechsel mit Phosphat. Die Sprossen dieser Leiter werden von vier organischen Basen gebildet: Adenin (A) und Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G).
Adenin ist eine der vier Nukleinbasen in DNA und in RNA, neben Cytosin, Guanin und Thymin bzw. Uracil. Es ist eine heterocyclische organische Verbindung mit einem Puringrundgerüst und einer Aminogruppe in 6-Stellung. Das Desoxyadenosin in der DNA und das Adenosin in der RNA sind Nukleoside, die Adenin enthalten.
Guanin ist eine der vier Nukleinbasen in der DNA und RNA, zusammen mit Adenin, Cytosin und Thymin. Es ist eine heterocyclische organische Verbindung mit einem Puringrundgerüst und zwei Substituenten. Das Nukleosid von Guanin ist das Desoxyguanosin in der DNA und das Guanosin in der RNA.
Thymin ist eine der vier Nukleinbasen in der DNA, zusammen mit Adenin, Cytosin und Guanin. In der RNA steht an seiner Stelle Uracil. Es ist eine heterocyclische organische Verbindung mit einem Pyrimidingrundgerüst und drei Substituenten.
Cytosin ist eine der vier Nukleinbasen in der DNA und RNA, zusammen mit Adenin, Guanin und Thymin. Es ist eine heterocyclische organische Verbindung mit einem Pyrimidingrundgerüst und zwei Substituenten. Das Nukleosid von Cytosin ist das Desoxycytidin in der DNA und das Cytidin in der RNA.
Die Phosphor- oder Orthophosphorsäure ist die wichtigste Sauerstoffsäure des Phosphors und eine der wichtigsten anorganischen Säuren. Sie ist eine dreiprotonige Säure und reagiert bezüglich der ersten Deprotonierung als mittelstarke Säure.
Chromosomen
Chromosomen sind die Träger der gesamten genetischen Information eines Organismus und liegen in den Zellkernen.
Die meiste Zeit liegen die Chromosomen als stäbchen- oder hakenartiger Einzelstrang vor, Chromatid genannt. Man spricht dann auch von einem Ein-Chromatid-Chromosom.
Kurz vor einer Zell- und Kernteilung müssen die Chromosomen verdoppelt werden. So ent-stehen zwei identische Chromatiden, die an einer Stelle (dem Centromer) miteinander verbunden sind. Die beiden Chromatiden dieser Zwei-Chromatid-Chromosomen werden bei der Kernteilung (Mitose) am Centromer auseinander und hin zu gegenüberliegenden Zellpolen gezogen. Dazwischen bildet sich eine neue Zellmembran aus - zwei neue Tochterzellen mit je einem vollständigen Chromosomensatz sind entstanden.
Wie viele Chromosomen hat ein Mensch?
Die normale Anzahl der Chromosomen (Mensch) beträgt in allen kernhaltigen Körperzellen (außer den Ei- und Samenzellen) 46. Genau genommen handelt es sich um 22 Autosomen-Paare und 2 Geschlechtschromosomen (Gonosomen). Man spricht hier von einem doppelten (diploiden) Chromosomensatz.
Bei jedem Autosomen-Paar stammt je ein Exemplar von der Mutter und vom Vater. Das Gleiche gilt für die beiden Geschlechtschromosomen: Jeder Elternteil hat bei der Zeugung (Verschmelzung von Ei- und Samenzelle) ein Gonosom "beigesteuert".
Die Eizellen und Samenzellen (Spermien) besitzen einen einfachen (haploiden) Chromosomensatz: Bei der Bildung der Keimzellen muss zuerst der normale doppelte Chromosomensatz halbiert werden (im Zuge der sogenannten Reduktionsteilung oder Meiose). Nur so entsteht bei der Verschmelzung von Ei- und Samenzelle eine Zelle mit doppeltem Chromosomensatz, aus der dann ein neuer Mensch heranwächst.
Zellteilung
Mitose und Meiose
Die Mitose ist die Form der Kern- und Zellteilung, in deren Ergebnis aus einer Mutterzelle zwei genetisch identische Tochterzellen hervorgehen. Die Mitose tritt bei der Teilung von Körperzellen auf. Den Vorgang vom Entstehen zweier Tochterzellen aus einer Mutterzelle nennt man Zellzyklus.
Die Meiose ist die Form der Kern- und Zellteilung, bei der aus einer diploiden Zelle vier Tochterzellen mit haploidem Chromosomensatz entstehen. Die Meiose tritt bei der Bildung von Geschlechtszellen auf.