Genetik 1. Konzepte und Strukturen

• Genetik ist die Lehre bzw. Studium der Vererbung.
• Formalgenetik ist eine Teil der klassischen Genetik, die von August Weismann begründet wurde.
• Grundgesetze der Vererbung sind Aussagen über die Vererbung von Eigenschaften, die von allen Teilen der Genetik anerkannt werden.
• Populationsgenetik ist die Lehre der genetischen Regeln und ihrer Auswirkungen auf die Zusammensetzung und die Evolution von Gruppen von Individuen.
• Entwicklungsgenetik befasst sich mit Fragen nach den Mechanismen der Zelldifferenzierung und der Entwicklung von Organismen.
• Die Doppelhelix ist (meistens) rechtsgewunden, mit etwa 10 Nukleotidpaaren je Windung.
• Doppelhelix: zwei Polynukleotidstränge sind zu einer Doppelschraube (Doppelhelix) umeinandergewunden
• Wasserstoffbrückenbindungen und molekulare Interaktionen zwischen den Basen (Van-der-Waals-Kräfte) schaffen den Zusammenhalt.
• DNA-Einzelstränge können sich bei geeigneter Temperatur und Ionen-Bedingungen wieder zu einem Doppelstrang vereinigen, der Vorgang wird als Hybridisierung bezeichnet.
• Die Stränge besitzen eine gegenläufige Polarität, die 5’-3’ Richtung des einen Stranges verläuft entgegengesetzt zu der seines Partnerstranges.
• Es besteht eine spezifische Basenpaarung: A = T und G ≡ C.
• Epigenetik erklärt, wie identische Erbinformationen unterschiedliche Eigenschaften erzeugen.
• Molekulargenetik beinhaltet die biochemischen Grundlagen, Bausteine und molekulare Prozesse (Genexpression!) der Genetik.
• Gentechnik ist die Anwendung von Gentechnik in der Biotechnologie.
• CRISPR/Cas9-System ist eine "Genome-Editing"-Technologie, die eine äußerst präzise und schnelle Veränderung der Erbinformation ermöglicht.
• SARS-CoV-2 ist ein Virus, das die Coronavirus-Familie bildet.
• Gregor Mendel (1822-1884) ist der Begründer der Modernen Genetik und publizierte die Grundregeln der Vererbung.
• Walter Sutton und Theodor Boveri (1903, 1905) entdeckten, dass die Träger der Vererbung im Zellkern liegen.
• F. Griffith entdeckte in einem klassischen Transformationsexperiment die Transformation bei Bakterien (Streptococcus pneumoniae).
• Eine Substanz der hitzeinaktivierten Bakterien hat den nicht-pathogenen lebenden Bakterienstamm in einen pathogenen Stamm verwandelt (transformiert) – Mäuse starben, lebende pathogene Bakterien waren in den Mäusen vorhanden.
• Oswald Avery et al. führten ein Experiment zur Bestimmung der „Natur“ der transformierenden Substanz durch.
• Chromosomen tragen Gene und jedes Chromosom trägt viele Gene für viele Eigenschaften.
• Die Theorie der natürlichen selektion von Charles Darwin (1859) besagt, dass Organismen mit bestimmten vererbten Eigenschaften sich besser an die Umwelt anpassen und fortpflanzen können.
• Thomas Hunt Morgan untersuchte die Vererbung der Merkmale (Gene) in der Fruchtfliege Drosophila melanogaster. -> Merkmale werden gekoppelt vererbt; Chromosomen tragen Gene
• Laut Lamarck, ist die Vererbung erworbener Eigenschaften ohne eine gemeinsame Abstammung aller Arten.
• Die klassische Definition von Genetik ist die "Aufklärung der Regeln und Mechanismen der Vererbung".
• Die moderne Definition von Genetik ist die "Aufklärung der Funktion der unterschiedlichen genetischen Ausstattung von Organismen."
• Jean Baptiste Lamarck ist ein bedeutender Vertreter der klassischen Genetik; -> Theorie der Veränderlichkeit der Arten
• Hershey-Chase Experiment, 1952 -> bestätigte die Experimente von Avery et al., 1944.
• Träger der genetischen Information: DNA (2-desoxyribonucleic acid, DNS: Desoxyribonukleinsäure).
• Verbindung der Nukleotide durch Phosphodiesterbindungen.
• Hochmolekulare lineare Ketten sind Nukleinsäuren.
• Adenin und Thymin bzw. Cytosin und Guanin können sich über Wasserstoffbrücken paaren
• Träger der genetischen Information: DNA.
• Aufbau DNA: Orientierung von 5´-Phosphat-Ende in Richtung 3´-OH-Ende.
• Grundbausteine der DNA: Nukleotide.
• Anti-parallele Ketten 5´-3´ bzw. 3‘-5‘- orientierung
• Watson and Crick, 1953 „Theoretisches Modell der DNA“.
• Kleine und große Furche (Vertiefungen) spielen eine große Rolle bei der Verpackung der DNA und bei der Interaktion mit regulatorischen Proteinen.
• Die DNA-Doppelhelix ist das Grundelement der Chromosomen.