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Gene auf den Chromosomen

Zwei Meter DNA passen in einen Zellkern, der nur wenige Tausendstel Millimeter misst — wie ist das organisiert?

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Die DNA – Speicher der Erbinformation

Chromosomen bestehen aus einem sehr langen, dicht aufgewickelten Faden: dem Molekül DNA.

  • DNA:Desoxyribonukleinsäure; zusammen mit Proteinen bildet sie die Chromosomen.
  • Doppelhelix:zwei Stränge, schraubig umeinander gewunden — wie eine verdrehte Strickleiter.
  • Holme:abwechselnd Zucker (Desoxyribose) und Phosphat.
  • Sprossen:je zwei gepaarte Basen; es gibt vier Basen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C).
  • Nukleotid:ein Baustein aus Zucker, Phosphat und einer Base — die DNA ist eine Kette aus Millionen Nukleotiden.
  • Basenpaarung:Die Basen passen nur in festen Paaren zusammen. Die beiden Stränge sind deshalb komplementär: Der eine legt den anderen fest.
Merke

DNA: Desoxyribonukleinsäure; sie bildet mit Proteinen die Chromosomen und ist eine Doppelhelix aus Nukleotiden (Zucker, Phosphat, Base).

Basen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G), Cytosin (C).

Basenpaarung: A paart immer mit T, G immer mit C; die Stränge sind komplementär.

Herleitung:
\(A + T + G + C = 100\ \%\)
Ansatz

Beispiel: Eine DNA enthält 30 % Adenin. Alle vier Basen zusammen ergeben 100 %.

\(30\ \% + 30\ \% + G + G = 100\ \%\)
| T = A, C = G

Jedes A hat ein T als Partner, jedes G ein C — also gleich viele.

\(2 \cdot G = 40\ \%\)
| − 60 %

Die beiden bekannten Anteile abziehen.

\(G = C = 20\ \%\)
Ergebnis

Guanin und Cytosin machen je 20 % aus.

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Das Gen – ein Abschnitt der DNA

Die DNA eines Chromosoms ist in viele Abschnitte gegliedert, die je eine Bauanleitung enthalten.

  • Gen:Abschnitt der DNA mit der Information für ein Merkmal — genauer: die Bauanleitung für ein Protein.
  • Basensequenz:Die Information steckt in der Reihenfolge der Basen — wie die Bedeutung eines Wortes in der Folge seiner Buchstaben.
  • Genort:Jedes Gen liegt an einer festen Stelle eines bestimmten Chromosoms, z. B. das Gen TYR für die Pigmentbildung auf Chromosom 11.
  • Homologe Chromosomen:tragen dieselben Gene an denselben Genorten — eins stammt von der Mutter, eins vom Vater.
  • Allele:verschiedene Varianten desselben Gens, z. B. ein Allel für normale und eines für fehlende Pigmentbildung.
  • Größenordnung:Der Mensch hat rund 20 000 Gene; die DNA eines Zellkerns wäre ausgestreckt etwa 2 m lang.
Merke

Gen: Abschnitt der DNA an einem festen Genort; seine Basensequenz ist die Erbinformation (Bauanleitung für ein Protein).

Allele: verschiedene Varianten desselben Gens.

Homologe Chromosomen: tragen dieselben Gene an denselben Orten, eins von der Mutter, eins vom Vater.

Zoome mit dem Regler von der Zelle bis zu den Basenpaaren. Du kannst auch das orange markierte Feld anklicken — es führt eine Stufe tiefer. Achte darauf, wo das Gen TYR auf jeder Stufe steckt.

Zoom bis zum Gen

Halte fest: Zelle → Zellkern → Chromosom → DNA → Basenpaare. Ein Gen ist kein eigenes Bauteil, sondern ein Abschnitt des DNA-Fadens im Chromosom.

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Allgemeine Hinweise

Gen ist nicht Chromosom

Ein Chromosom trägt sehr viele Gene — Chromosom 11 über 1000. Das Gen ist nur ein Abschnitt seines DNA-Fadens.

Den Gegenstrang ableiten

Schreibe zu jeder Base ihren Partner: Aus ATGC wird TACG. Probe: A und T sowie G und C kommen gleich oft vor.

Buchstaben sind Basen

A, T, G und C sind Abkürzungen für Basen — nicht für Gene. Ein einziges Gen umfasst Tausende Basenpaare.

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