Die Genetik erklärt, wie deine DNA funktioniert und wie aus...
Biologie400 views·Updated Jun 25, 2026·9 pagesGenetik Grundlagen - Abitur 2025 Biologie NRW LK Teil 1
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joana@joana_schstk
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Bau der DNA
Stell dir die DNA wie eine verdrehte Leiter vor - das ist die berühmte Doppelhelix! Jede "Sprosse" dieser Leiter besteht aus zwei Basen, die durch Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden.
Die DNA hat vier verschiedene Basen: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Diese paaren sich nach festen Regeln - Adenin nur mit Thymin (2 Wasserstoffbrücken) und Cytosin nur mit Guanin (3 Wasserstoffbrücken). Das nennt man komplementäre Basenpaarung.
Ein Nukleotid besteht aus einer Base, einem Zucker (Desoxyribose) und Phosphat. Diese Nukleotide bilden die beiden Stränge der DNA-Leiter, die antiparallel (in entgegengesetzte Richtungen) verlaufen.
Chargaff-Regel: In jeder DNA ist die Menge von Adenin gleich der von Thymin und die Menge von Cytosin gleich der von Guanin!
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DNA-Replikation
Bevor sich eine Zelle teilt, muss sie ihre DNA komplett verdoppeln - das ist die semikonservative Replikation. Der Prozess läuft in drei Phasen ab, die du dir gut merken kannst.
In der Initiation entspiralisiert die Topoisomerase die DNA-Spirale und die Helikase trennt die beiden Stränge. Dann lagert sich ein RNA-Primer an den Strang an - das ist wie ein Startzeichen.
Bei der Elongation fügt die DNA-Polymerase neue Nukleotide in 5'-3'-Richtung hinzu. Dabei entsteht ein Leitstrang (kontinuierlich) und ein Folgestrang (in Stücken). In der Termination stoppt die Polymerase und die Replikation ist abgeschlossen.
Merktipp: Die DNA-Polymerase kann nur in 5'-3'-Richtung arbeiten - deshalb wird ein Strang kontinuierlich und einer stückweise kopiert!
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Proteinbiosynthese Grundlagen
Hier wird's richtig spannend: Aus deinem genetischen Code werden echte Proteine hergestellt! Die DNA ist wie ein Kochbuch - sie enthält die Rezepte (Gene) für alle Proteine deines Körpers.
Jedes Gen ist ein Abschnitt auf der DNA und kodiert für ein bestimmtes Protein. Diese Proteine funktionieren meist als Enzyme und steuern alle Prozesse in deinem Körper. Der Weg von der DNA zum Protein heißt Proteinbiosynthese.
Der Ablauf ist immer gleich: DNA → Transkription → mRNA → Translation → Protein. Dabei wird der genetische Code in Basentripletts gelesen.
Wichtig: Ein Gen besteht aus mehreren Basentripletts, die zusammen den Code für ein komplettes Protein bilden!
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Transkription
Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese - hier wird die DNA in mRNA "umgeschrieben". Bei Eukaryoten passiert das im Zellkern, bei Prokaryoten direkt im Cytoplasma.
Der Prozess startet am Promotor (Startpunkt), wo die RNA-Polymerase die DNA entwirrt und den codogenen Strang (3'-5') abliest. Die mRNA entsteht in 5'-3'-Richtung als Gegenstück zur DNA - dabei wird Thymin durch Uracil ersetzt.
Bei Eukaryoten enthält die entstehende prä-mRNA noch Introns (unwichtige Teile) und Exons (wichtige Teile). Durch das Spleißen werden die Introns entfernt und nur die Exons bleiben in der reifen mRNA übrig.
Eselsbrücke: "transcribere" = umschreiben. Die DNA wird wie ein Text in die "Sprache" der mRNA übersetzt!
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Translation
Bei der Translation wird aus der mRNA endlich ein echtes Protein! Das Ribosom liest die mRNA wie einen Barcode ab und baut Schritt für Schritt eine Aminosäurekette auf.
Das Ribosom hat drei wichtige Stellen: A-Stelle (neue tRNA kommt an), P-Stelle (Aminosäuren werden verknüpft) und E-Stelle (tRNA geht weg). Jede tRNA bringt eine spezifische Aminosäure mit und hat ein Anticodon, das zum mRNA-Triplett passt.
Der Prozess startet beim Start-Codon (AUG) und endet beim Stopp-Codon. Das Ribosom rutscht Triplett für Triplett weiter, verknüpft die Aminosäuren und baut so eine lange Kette. Am Ende entsteht ein fertiges Protein aus 100-300 Aminosäuren.
Cool: Ein Ribosom ist wie eine Protein-Fabrik, die den mRNA-"Bauplan" in ein fertiges Produkt umsetzt!
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Genregulation - Epigenetik
Nicht alle deine Gene sind immer aktiv - das wäre auch ziemlich chaotisch! Genregulation sorgt dafür, dass zur richtigen Zeit die richtigen Gene an- oder abgeschaltet werden.
DNA-Methylierung funktioniert wie ein Schalter: Methylgruppen binden an Cytosin-Basen und machen das Chromatin so dicht, dass die Polymerase nicht mehr rankommt. Gene werden abgeschaltet. Werden die Methylgruppen entfernt, werden Gene wieder aktiviert.
Bei der Histonmodifikation werden Acetylgruppen an die Histone (Proteine, um die sich die DNA wickelt) gehängt. Dadurch lockert sich die DNA-Verpackung und Gene werden zugänglich - sie werden aktiviert.
Wichtig: Diese epigenetischen Veränderungen ändern nicht die DNA-Sequenz selbst, sondern nur ihre Aktivität!
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Genregulation - Transkription und Translation
Transkriptionsfaktoren entscheiden, welche Gene abgelesen werden. Sie erkennen die Promotor-Region mit der TATA-Box und helfen der RNA-Polymerase beim Start.
Enhancer und Silencer sind wie Gaspedal und Bremse: Enhancer binden Aktivatorproteine und beschleunigen die Transkription, Silencer binden Repressorproteine und bremsen sie. So wird die Genaktivität fein reguliert.
RNA-Interferenz (RNAi) blockiert die Translation auf mRNA-Ebene. Kleine miRNA-Moleküle binden an komplementäre mRNA-Sequenzen und der RISC-Komplex baut diese mRNA ab - die Proteinherstellung wird gestoppt.
Merktipp: Es gibt viele "Kontrollstellen" von der DNA bis zum fertigen Protein - so kann die Zelle genau steuern, was produziert wird!
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Der genetische Code
Der genetische Code ist universell - er funktioniert bei fast allen Lebewesen gleich! Die Code-Sonne zeigt dir, welches Basentriplett für welche Aminosäure kodiert.
Es gibt 64 mögliche Tripletts (4³), aber nur 20 Aminosäuren - deshalb kodieren mehrere Tripletts oft für dieselbe Aminosäure. Das macht den Code "entartet" aber auch stabiler gegen Mutationen.
Um vom Gen zum Protein zu kommen, machst du zwei Schritte: DNA → mRNA (Transkription) und mRNA → Aminosäure . AUG ist das Start-Codon für Methionin, UAG, UAA und UGA sind Stopp-Codons.
Übungstipp: Mit der Code-Sonne kannst du jeden mRNA-Code in Aminosäuren "übersetzen" - von innen nach außen lesen!
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Genmutationen
Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Sequenz - sie können harmlos sein oder große Auswirkungen haben. Man unterscheidet zwischen Punktmutationen (einzelne Basen) und Rasterschub-Mutationen (Leseraster verschiebt sich).
Bei Substitutionen wird eine Base ausgetauscht: Stumme Mutationen haben keine Auswirkung, Missense-Mutationen bauen eine falsche Aminosäure ein und Nonsense-Mutationen erzeugen ein vorzeitiges Stopp-Codon.
Insertionen (Base eingefügt) und Deletionen (Base entfernt) verschieben das gesamte Leseraster - alle nachfolgenden Aminosäuren ändern sich! Inversionen drehen Basensequenzen um.
Wichtig: Rasterschub-Mutationen haben meist schwerwiegendere Folgen als Punktmutationen, weil sie alles "nachgelagerte" verändern!
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Stell dir die DNA wie eine verdrehte Leiter vor - das ist die berühmte Doppelhelix! Jede "Sprosse" dieser Leiter besteht aus zwei Basen, die durch Wasserstoffbrücken zusammengehalten werden.
Die DNA hat vier verschiedene Basen: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Diese paaren sich nach festen Regeln - Adenin nur mit Thymin (2 Wasserstoffbrücken) und Cytosin nur mit Guanin (3 Wasserstoffbrücken). Das nennt man komplementäre Basenpaarung.
Ein Nukleotid besteht aus einer Base, einem Zucker (Desoxyribose) und Phosphat. Diese Nukleotide bilden die beiden Stränge der DNA-Leiter, die antiparallel (in entgegengesetzte Richtungen) verlaufen.
Chargaff-Regel: In jeder DNA ist die Menge von Adenin gleich der von Thymin und die Menge von Cytosin gleich der von Guanin!
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DNA-Replikation
Bevor sich eine Zelle teilt, muss sie ihre DNA komplett verdoppeln - das ist die semikonservative Replikation. Der Prozess läuft in drei Phasen ab, die du dir gut merken kannst.
In der Initiation entspiralisiert die Topoisomerase die DNA-Spirale und die Helikase trennt die beiden Stränge. Dann lagert sich ein RNA-Primer an den Strang an - das ist wie ein Startzeichen.
Bei der Elongation fügt die DNA-Polymerase neue Nukleotide in 5'-3'-Richtung hinzu. Dabei entsteht ein Leitstrang (kontinuierlich) und ein Folgestrang (in Stücken). In der Termination stoppt die Polymerase und die Replikation ist abgeschlossen.
Merktipp: Die DNA-Polymerase kann nur in 5'-3'-Richtung arbeiten - deshalb wird ein Strang kontinuierlich und einer stückweise kopiert!
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Proteinbiosynthese Grundlagen
Hier wird's richtig spannend: Aus deinem genetischen Code werden echte Proteine hergestellt! Die DNA ist wie ein Kochbuch - sie enthält die Rezepte (Gene) für alle Proteine deines Körpers.
Jedes Gen ist ein Abschnitt auf der DNA und kodiert für ein bestimmtes Protein. Diese Proteine funktionieren meist als Enzyme und steuern alle Prozesse in deinem Körper. Der Weg von der DNA zum Protein heißt Proteinbiosynthese.
Der Ablauf ist immer gleich: DNA → Transkription → mRNA → Translation → Protein. Dabei wird der genetische Code in Basentripletts gelesen.
Wichtig: Ein Gen besteht aus mehreren Basentripletts, die zusammen den Code für ein komplettes Protein bilden!
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Transkription
Die Transkription ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese - hier wird die DNA in mRNA "umgeschrieben". Bei Eukaryoten passiert das im Zellkern, bei Prokaryoten direkt im Cytoplasma.
Der Prozess startet am Promotor (Startpunkt), wo die RNA-Polymerase die DNA entwirrt und den codogenen Strang (3'-5') abliest. Die mRNA entsteht in 5'-3'-Richtung als Gegenstück zur DNA - dabei wird Thymin durch Uracil ersetzt.
Bei Eukaryoten enthält die entstehende prä-mRNA noch Introns (unwichtige Teile) und Exons (wichtige Teile). Durch das Spleißen werden die Introns entfernt und nur die Exons bleiben in der reifen mRNA übrig.
Eselsbrücke: "transcribere" = umschreiben. Die DNA wird wie ein Text in die "Sprache" der mRNA übersetzt!
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Translation
Bei der Translation wird aus der mRNA endlich ein echtes Protein! Das Ribosom liest die mRNA wie einen Barcode ab und baut Schritt für Schritt eine Aminosäurekette auf.
Das Ribosom hat drei wichtige Stellen: A-Stelle (neue tRNA kommt an), P-Stelle (Aminosäuren werden verknüpft) und E-Stelle (tRNA geht weg). Jede tRNA bringt eine spezifische Aminosäure mit und hat ein Anticodon, das zum mRNA-Triplett passt.
Der Prozess startet beim Start-Codon (AUG) und endet beim Stopp-Codon. Das Ribosom rutscht Triplett für Triplett weiter, verknüpft die Aminosäuren und baut so eine lange Kette. Am Ende entsteht ein fertiges Protein aus 100-300 Aminosäuren.
Cool: Ein Ribosom ist wie eine Protein-Fabrik, die den mRNA-"Bauplan" in ein fertiges Produkt umsetzt!
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Genregulation - Epigenetik
Nicht alle deine Gene sind immer aktiv - das wäre auch ziemlich chaotisch! Genregulation sorgt dafür, dass zur richtigen Zeit die richtigen Gene an- oder abgeschaltet werden.
DNA-Methylierung funktioniert wie ein Schalter: Methylgruppen binden an Cytosin-Basen und machen das Chromatin so dicht, dass die Polymerase nicht mehr rankommt. Gene werden abgeschaltet. Werden die Methylgruppen entfernt, werden Gene wieder aktiviert.
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Wichtig: Diese epigenetischen Veränderungen ändern nicht die DNA-Sequenz selbst, sondern nur ihre Aktivität!
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Genregulation - Transkription und Translation
Transkriptionsfaktoren entscheiden, welche Gene abgelesen werden. Sie erkennen die Promotor-Region mit der TATA-Box und helfen der RNA-Polymerase beim Start.
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Merktipp: Es gibt viele "Kontrollstellen" von der DNA bis zum fertigen Protein - so kann die Zelle genau steuern, was produziert wird!
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Der genetische Code
Der genetische Code ist universell - er funktioniert bei fast allen Lebewesen gleich! Die Code-Sonne zeigt dir, welches Basentriplett für welche Aminosäure kodiert.
Es gibt 64 mögliche Tripletts (4³), aber nur 20 Aminosäuren - deshalb kodieren mehrere Tripletts oft für dieselbe Aminosäure. Das macht den Code "entartet" aber auch stabiler gegen Mutationen.
Um vom Gen zum Protein zu kommen, machst du zwei Schritte: DNA → mRNA (Transkription) und mRNA → Aminosäure . AUG ist das Start-Codon für Methionin, UAG, UAA und UGA sind Stopp-Codons.
Übungstipp: Mit der Code-Sonne kannst du jeden mRNA-Code in Aminosäuren "übersetzen" - von innen nach außen lesen!
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Genmutationen
Mutationen sind Veränderungen in der DNA-Sequenz - sie können harmlos sein oder große Auswirkungen haben. Man unterscheidet zwischen Punktmutationen (einzelne Basen) und Rasterschub-Mutationen (Leseraster verschiebt sich).
Bei Substitutionen wird eine Base ausgetauscht: Stumme Mutationen haben keine Auswirkung, Missense-Mutationen bauen eine falsche Aminosäure ein und Nonsense-Mutationen erzeugen ein vorzeitiges Stopp-Codon.
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Dieser Lernzettel bietet eine umfassende Übersicht über die Neurobiologie, einschließlich der Funktionen von Nervenzellen, Ruhepotential, Aktionspotential, Erregungsleitung, synaptische Integration und Muskelphysiologie. Er behandelt auch die Struktur der Synapse, die Rolle von Neurotoxinen, die Phototransduktion im Auge und die Mechanismen der neuronalen Verrechnung. Ideal für Schüler im Bio LK Hessen 2023.
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