Genetik und Molekulargenetik - Gesamtschule...

Genetik und Molekulargenetik

Molekulargenetische Erkenntnis

Je näher die Verwandtschaft, desto ähnlicher das Erbgut d.h. desto ähnlicher ist die DNA bzw.

deren codierte Proteine.

Inhaltsverzeichnis

● Analyse der DNA- PCR und Gelelektrophorese

● Vergleich von- Aminosäuresequenzen von Proteinen- Basensequenzen

● DNA-Hybridisierung- Vergleich Mensch-Affe

Analyse der DNA

● Vergleich der DNA als unmittelbarste Bestimmung des Verwandtschaftsgrads zwischen Lebewesen

● Mehr Veränderungen = mehr Mutationen = größere stammesgeschichtliche Distanz

Polymerase-Kettenreaktion (PCR)Methode um die DNA in vitro zu vervielfältigen

Ablauf● Denaturierung

→ Trennung der doppelsträngigen DNA bei ca. 95°C● Hybridisierung

→ Anlagern der beiden Primer an die DNA-EInzelstränge bei 58°C

● Enlongation→ Neubildung der doppelsträngigen DNA mithilfe der DNA-Polymerase bei 72°C

Gelelektrophorese

● Verfahren um unterschiedliche Moleküle voneinander zu trennen

→ Einsatz eines elektrischen Feldes● Wanderung der geladenen Teilchen● Bewegung unterschiedlich schnell → Größe und Ladung

= Auftrennung der Moleküle● Basensequenzen dieser Teilstücke können bestimmt

werden

Basensequenz-Vergleich

● Vergleich der Basenabfolge in einem Gen● Je ähnlicher die Abfolge, desto enger verwandt● Abweichende Basen → Mutation

Ausschnitt eines DNA-Abschnitts aus den Mitochondrien von Mensch und Rind

Aminosäuresequenz-Vergleich

● Vergleich der Aminosäure-Abfolge in einem Stoffwechsel-Protein→ Enzyme aus lebensnotwendigen Stoffwechselschritten

z.B. Cytochrom(benötigt bei der Zellatmung im Mitochondrium)

Aminosäuresequenz-Vergleich

Cytochrom ist ein Protein → 104 Aminosäuren

● Vorhanden in der Atmungskette aller aeroben Eukaryoten

DNA-Hybridisierung

DNA-Hybridisierung

● DNA Vergleich durch Vergleich der Schmelzpunkte

● Schmelztemperatur dient als Maß für genetische Ähnlichkeit & Verwandtschaft der verglichenen Art

● Je höher die Schmelztemperatur, desto größer ist die genetische Ähnlichkeit

Vergleich Mensch und Affe

DNA-Hybridisierung

DNA Schmelzpunkt ( °C )

Mensch 88,2Schimpanse 88,2Gorilla 88,2

Hybrid-DNA Schmelzpunkt( °C )

Mensch-Schimpanse 86,4Mensch-Gorilla 85,8

→ Mensch und Schimpanse sind näher verwandt