• Archiv der Kategorie: Genetik

Molekularbiologie der Zelle Teil 14: Meiose, Rekombination und Kernphasenwechsel

Im letzten Beitrag befassten wir uns mit der Mitose, bei dem das genetische Material gleichmäßig auf die Tochterzellen weitergegeben wird.

Wir erinnern uns: Menschen haben 46 Chromosomen: 44 Autosomen und die zwei Gonosomen, auch Geschlechtschromosomen genannt (Bei Frauen XX und beim Mann XY). Genauer gesagt haben wir 23 homologe Chromosomenpaare, d. h. jedes Chromosom kommt doppelt vor. Man spricht von diploid. Die Ausnahme stellt natürlich das Y-Chromosom des Mannes dar, welches nicht homolog zum X-Chromosom ist; dennoch bilden beide das Paar der Geschlechtschromosomen. Der diploide Chromosomensatz kommt zustande, weil bei der sexuellen Vermehrung Eizelle und Spermazelle miteinander verschmelzen, ein Vorgang den man als Befruchtung bezeichnet. Eizelle und Spermazelle sind die Keimzellen und diese haben nur einen halben Chromosomensatz, man spricht von haploid. Wie dieser halbe Chromosomensatz entsteht, wird in diesem Beitrag geklärt.

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Molekularbiologie der Zelle Teil 13: Mitose und Zellzyklus

Mitose und Zellzyklus

Wir wissen nun wie unsere DNA vermehrt wird über einen Prozess, der sich Replikation nennt. Hier werden wir uns mit der Vermehrung von Zellen befassen.

Grundsätzlich: Alle Zellen stammen von Zellen ab. Die Zellteilung ist bei allen Lebewesen Grundvoraussetzung für die Reproduktion (Fortpflanzung) und bei vielzelligen Organismen zudem für Wachstum, Regeneration und Reparatur. Für eine jede Zellteilung sind vier Ereignisse erforderlich:

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Molekularbiologie der Zelle Teil 12: Zellkommunikation

Zellkommunikation

Alle Zellen verarbeiten ihre Informationen aus ihrer Umwelt. Ein Signal kann aus der Umgebung des Organismus stammen, wie etwa der Geruch einer weiblichen Motte, die bei Dunkelheit einen Paarungspartner anlockt. Ein Signal kann aber auch von innerhalb des Organismus kommen, wie bei Zellen der Leber, wo von Zellen anderer Organe gebildete Signalmoleküle die Aufnahme oder die Freisetzung von Glucose steuern. Natürlich bedeutet das reine Vorhandensein eines Signals noch nicht, dass eine Zelle darauf reagiert. Damit eine Zelle auf ein Signal reagieren kann, benötigt sie ein spezifisches Rezeptorprotein, welches das Signal aufnimmt; außerdem ist ein Signalübertragungsweg (Signaltransduktionsweg) nötig, damit die aufgenommene Information zelluläre Prozesse auch beeinflussen kann. Ein Signaltransduktionsweg ist eine Abfolge von molekularen Vorgängen und chemischen Reaktionen, die zu einer Reaktion bzw. einer Antwort der Zelle auf ein Signal führen. Signaltransduktionswege variieren im Detail sehr stark, ihre Grundstruktur ist ihnen jedoch gemeinsam: Ein solcher Weg beginnt mit einem Signal und dessen spezifischem Rezeptor und mündet in eine Reaktion. Signalmoleküle lassen sich in drei Typen einteilen (Abb. 1):

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Molekularbiologie der Zelle Teil 11: Genregulation und Epigenetik

In den vorherigen Beiträgen haben wir den Bau der DNA kennengelernt und ihre Rolle bei der Zellteilung und der Herstellung von Proteinen. Die menschliche Zelle hat aber über 20.000 Gene und nicht jede Zelle unseres Körpers ist gleich. Muskelzellen brauchen andere Proteine als Nervenzellen usw. Es wäre ziemlich ineffizient, wenn alle Gene gleichzeitig in jeder Zelle exprimiert werden. Es muss also ein System vorhanden sein, dass Gene nur in den Zellen exprimiert werden, wo sie benötigt werden und auch zum richtigen Zeitpunkt. Dies wird mittels der Genregulation gesteuert. Je früher die Zelle in den Prozess der Proteinsynthese eingreift, umso weniger Energie und Aminosäuren verschwendet sie.

 

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Molekularbiologie der Zelle Teil 10: Von der DNA zum Protein

In unserem Kapitel über den Aufbau der DNA stellten wir fest, dass diese Informationen für den Aufbau von Proteinen enthält, die Gene. Proteine haben wir ebenfalls kennengelernt. Proteine können quasi gesehen als Genprodukte verstanden werden. Werden Gene abgelesen und in Proteine übersetzt spricht man auch von Genexpression. Das zugehörige Verb lautet exprimieren (Abb. 1). Die Gesamtheit der Gene wird als Genotyp bezeichnet, die Merkmale für die sie codieren – als Phänotyp.

 

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Molekularbiologie der Zelle Teil 9: DNA-Replikation

Wir werden alle älter, das ist nicht zu verhindern. Dass wir älter werden, hat z. T. auch mit unserer DNA zu tun, bzw. ihrer Vermehrung, mit der wir uns hier befassen werden.

Wenn sich eine Zelle teilt, so muss ihr Genom auch an die Tochterzellen weitergegeben werden. Damit dies geschehen kann, muss die DNA verdoppelt werden. Als Replikation bezeichnet man einen zellulären Vorgang, bei dem eine DNA-Doppelhelix mithilfe spezifischer Enzyme identisch verdoppelt wird. Nur unter dieser Voraussetzung entstehen bei einer nachfolgenden Zellteilung Tochterzellen mit gleicher genetischer Ausstattung.

 

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Ist der neue Corona-Impfstoff gefährlich?

“𝐒𝐨𝐥𝐥 𝐢𝐜𝐡 𝐦𝐢𝐜𝐡 𝐠𝐞𝐠𝐞𝐧 𝐒𝐀𝐑𝐒-𝐂𝐨𝐕-𝟐 𝐢𝐦𝐩𝐟𝐞𝐧 𝐥𝐚𝐬𝐬𝐞𝐧, 𝐬𝐨𝐛𝐚𝐥𝐝 𝐢𝐜𝐡 𝐝𝐚𝐫𝐟 – 𝐨𝐝𝐞𝐫 𝐥𝐢𝐞𝐛𝐞𝐫 𝐧𝐨𝐜𝐡 𝐰𝐚𝐫𝐭𝐞𝐧?”

Gastbeitrag von Christian Kaller

Die Frage habe ich mir seit dem Sommer gestellt, und für mich eine klare Antwort gefunden. Da mir die Frage auch in meinem Freundeskreis desöfteren mal untergekommen ist, möchte ich meine eigenen Ergebnisse mit euch teilen. Das wird etwas länger, also holt euch einen Kaffee.
Da im Internet viele, auf den ersten Blick widersprüchliche Informationen zu den kurz vor der Zulassung stehenden Impfstoffe kursieren, begegnet mir immer wieder Verunsicherung – und das ehrlich gesagt aus total nachvollziehbaren Gründen. Die Entwicklung ging extrem schnell, schneller als jemals zuvor. Da hat sich mir auch die Frage gestellt, ob das so mit rechten Dingen zugeht. Deshalb wollte ich für mich die folgenden drei Fragen beantworten:
𝐚) 𝐖𝐢𝐞𝐬𝐨 𝐠𝐢𝐧𝐠 𝐝𝐚𝐬 𝐬𝐨 𝐬𝐜𝐡𝐧𝐞𝐥𝐥, 𝐮𝐧𝐝 𝐥𝐞𝐢𝐝𝐞𝐭 𝐝𝐚𝐫𝐮𝐧𝐭𝐞𝐫 𝐝𝐢𝐞 𝐒𝐢𝐜𝐡𝐞𝐫𝐡𝐞𝐢𝐭?
𝐛) 𝐖𝐞𝐥𝐜𝐡𝐞 𝐈𝐦𝐩𝐟𝐬𝐭𝐨𝐟𝐟𝐞 𝐬𝐢𝐧𝐝 𝐝𝐚𝐬, 𝐛𝐫𝐢𝐧𝐠𝐞𝐧 𝐝𝐢𝐞 𝐰𝐚𝐬 – 𝐮𝐧𝐝 𝐰𝐞𝐥𝐜𝐡𝐞𝐧 𝐰𝐢𝐥𝐥 𝐢𝐜𝐡 (𝐰𝐞𝐧𝐧 𝐢𝐜𝐡 𝐝𝐢𝐞 𝐖𝐚𝐡𝐥 𝐡𝐚𝐛𝐞𝐧 𝐬𝐨𝐥𝐥𝐭𝐞)?
𝐜) 𝐖𝐚𝐬 𝐢𝐬𝐭 𝐦𝐢𝐭 𝐍𝐞𝐛𝐞𝐧𝐰𝐢𝐫𝐤𝐮𝐧𝐠𝐞𝐧, 𝐒𝐩ä𝐭𝐟𝐨𝐥𝐠𝐞𝐧 𝐮𝐬𝐰.?

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Molekularbiologie der Zelle Teil 8: DNA, Chromosomen, Genom

Historisches

Der Tübinger Forscher Friedrich Miescher gilt als der Entdecker der Nukleinsäuren. Er isolierte in den Sechziger- und Siebzigerjahren des 19. Jahrhunderts aus tierischen und menschlichen Geweben eine Substanz, die er Nuklein nannte, da er diese Substanz aus dem Nukleus, also dem Zellkern, isoliert hatte.

Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde postuliert, dass Nukleinsäuren Träger von Erbinformationen sind.

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Endogene Retroviren und Transposons

 

Im Beitrag über das Corona-Virus wurde erwähnt, dass es auch sogenannte endogene Retroviren gibt. Zur Erinnerung: Endogene Viren können ihr Genom in das Genom des Wirtes einpflanzen und über die Keimzellen an die nächste Generation vererben.

Diese endogenen Viren machen tatsächlich einen beachtlichen Anteil unseres Genoms aus.

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Evolution for IDiots Teil 2: Irreduzierbare Komplexität und die Evolution des Auges

In Teil 1 unserer Reihe „Evolution for IDiots“ befassten wir uns mit der Evolution des Kreationismus. Dabei lernten wir die modernste Version des Kreationismus, das „Intelligent Design“ kennen. Intelligent Design unterscheidet sich von den anderen „klassischeren“ Formen des Kreationismus dadurch, dass sie – zumindest in der Öffentlichkeit – die religiösen Bekundungen des Schöpfungsglaubens auslassen. Weiterhin erkennen sie das hohe Alter der Erde an. Stattdessen haben sei einen anderen Schwerpunkt, nämlich den „Design“ in der Natur. Die Komplexität des Lebens könne nicht durch blinden Zufall entstanden sein. Außerdem sind die komplexen Strukturen irreduzierbar komplex, d. h., wenn man einzelne Teile aus einem System entfernt, so ist dieses System nicht mehr funktionsfähig. Diese komplexen Dinge können nicht einfach so entstanden sein, viel mehr war ein intelligenter Designer am Werk. Diese Argumentation geht auf William Paley zurück, einem berühmten Naturtheologen, der 1802 „Natural Theology“ schrieb. Paleys berühmteste Metapher ist die des Uhrmachers. Wenn man an einem Strand entlangläuft und eine Uhr findet, dann weiß man, dass diese Uhr nicht durch Zufall entstanden sein kann, sondern, dass diese designt wurde, die also jemand gemacht habe. Dasselbe gilt auch für das Leben. In Teil 1 hatten wir den philosophischen Fehler des Intelligent Designs auseinandergenommen. In diesen Teil befassen wir uns mit einem der Lieblingsbeispiele des Intelligent Designs und erörtern, dass diese nicht durch einen Intelligenten Designer, sondern durch Evolution entstanden sind.

Perfektes Design?

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