Die Genetik ist eine der faszinierendsten Disziplinen der Biologie, ihr Ziel ist das Erklären der Mechanismen der Vererbung. Mit diesem Tafelbild soll dir ein Überblick über die grundlegenden Begriffe der Genetik-, sowie der an der Proteinherstellung (Proteinbiosynthese) beteiligten Schritte gegeben werden.
Begriffe zur Genetik
DNA - Desoxyribunucleinsäure (engl. Säure = acid)
Molekül, in dem die Erbinformation eines Lebewesens (bei Eukaryoten im Zellkern) gespeichert ist. Das Tafelbild zu den Nukleotiden erklärt dir den Aufbau und die Funktion genauer.
Gen
Ein bestimmter Abschnitt der DNA, der für ein Protein codiert und darüber die Merkmalsausprägung beeinflusst.
Genotyp
Die Summe aller Gene eines Organismus wird als Genotyp bezeichnet. Der Genotyp ist somit die Gesamtheit aller Informationen, die für Proteine codieren. Die Informationen des Genotyps befindend sich in der DNA und nur ein Teil davon wird im Phänotyp sichtbar. Als Genotyp kann in der klassischen Genetik auch eine bestimmte Allelkombination eines einzelnen Merkmals bezeichnet werden.
Phänotyp
Im Gegensatz zum Genotyp beschreibt der Phänotyp die Gesamtheit aller Merkmale eines Organismus und damit den Teil des Genotyps, der nach aussen ausgeprägt wird. Darüber Hinaus wird der Begriff in der klassischen Genetik ebenfalls für das Erscheinungsbild der Allelkombination eines einzelnen Merkmals verwendet.
Genom
Das Genom beschreibt die Gesamtheit aller in der DNA vorhandenen Information. Im Vergleich zum Genotyp umfasst dies auch nichtcodierende Regionen sowie regulatorische Sequenzen der DNA. Das Genom des Menschen ist in 2x23 Chromosomen aufgeteilt (Mitochondriale DNA nicht mitgerechnet). Es umfasst rund 3.3*109 Basenpaare und hat bei einem DNA-Durchmesser von ~2nm in jeder Zelle eine Länge von 1.8m. Im Vorfeld jeder Zellteilung muss die Zelle das gesamte Genom während der Replikation kopieren
Transkription
Der Prozess während dem die RNA-Polymerase ein Stück der DNA, welches ein Gen beinhaltet, zu einer mRNA kopiert.
mRNA - messenger Ribonucleinsäure
Das Molekül in dem ein kurzes Stück DNA abgeschrieben und für den Transport und die weitere Verwendung in der Zelle genutzt werden kann. In Eukaryoten wird zwischen prä-mRNA und reifer-mRNA unterschieden, die Details dazu findest du im Tafelbild zur Proteinbiosynthese.
Start und Stop der Transkription
Damit die RNA-Polymerase im Zuge der Transkription das richtige Stück der DNA zu mRNA transkribiert, findet man in prokaryotischen Genomen vor den jeweiligen Genen Erkennungssequenzen die als Promotoren bezeichnet werden und die Transkription initiieren. Während nach dem jeweiligen Gen eine Erkennungssequenz, die Terminator genannt wird, die Transkription beendet. In eukaryotischen Organismen ist dieser Prozess weitaus komplexer und wird hier nicht näher erläutert.
Translation
Als Translation wird der am Ribosom stattfindende Prozess der Umwandlung von mRNA zu einem Protein bezeichnet.
Ribosom
Das Ribosom ist ein Organell, das sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Zellen vorkommt. Es ist für die Proteinbiosynthese der Proteine zuständig und funktioniert wie eine molekulare Proteinfabrik, in der anhand der Anleitung aus der mRNA Proteine aus Aminosäuren gebildet werden. Der Aufbau sowie die Eigenschaften der Proteine werden im Tafelbild Biomoleküle näher erklärt.
Quellen:
Introduction to genetic Analysis 9th Edition, Griffiths et al., 2008, Freeman Verlag