Biologie-Kurs: Molekulargenetik

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Versuche von Griffith und Avery

Zusammenfassung und Folgerungen

Gesamtübersicht über die Versuche von Griffith und Avery.
 
 

Wenn du die folgenden Fragen beantworten kannst, hast du gut gelernt.

Auf welche Fragestellung geben die Versuche von Griffith und Avery eine Antwort 
Warum bekamen die Mäuse keine Lungenentzündung, denen Griffith gekochte gefährliche Bakterien gespritzt hatte
Warum bekamen die Mäuse, denen Griffith eine Mischung aus gekochten gefährlichen und lebenden harmlosen Bakterien gespritzt hatten, Lungenentzündung und starben
Warum bekommen Mäuse keine Lungenentzündung, wenn man ihnen Nukleinsäure der gefährlichen Pneumokokken spritzt
Warum kann man schon mit den Versuchen von Griffith begründen, dass die Nukleinsäuren und nicht die Proteine die Träger der Erbinformation sind ?

Wie ist die Desoxyribonukleinsäure DNS aufgebaut?

Zerkocht man DNS vollständig mit Säure, baut sie also sehr massiv ab, so findet man durch diese Hydrolysierung anschließend neben der zugegebenen Säure die Bausteine Zucker, Phosphorsäure (das ist nicht die zugegebene Säure) und organische Basen.

Der Zucker Desoxyribose

Phosphorsäure
Organische Base: hier Adenin als eine von 4 möglichen
Zucker, Phosphorsäure und organische Basen kommen im Verhältnis 1 : 1 : 1 vor.
Allerdings finden wir bei den Basen vier verschieden Moleküle.
Purinbasen Pyrimidinbasen

Adenin

Guanin

Thymin

Cytosin
Was könnte dieses Verhältnis 1:1:1 bedeuten?

Hydrolysiert man nur unvollständig, so bekommt man Phosphorsäure und Nukleoside im Verhältnis 1:1. Von den Nukleosiden wieder 4 verschiedene Varianten.
 
 


Phosphorsäure 


Phosphorsäure


Nukleosid mit Adenin

Nukleosid mit Cytosin

Phosphorsäure 


Phosphorsäure


Nukleosid mit Guanin

Nukleosid mit Thymin
Wie kann man aus Nukleosiden und Phosphorsäure wieder diese langen Fadenmoleküle herstellen, die wir bei der Isolierung der DNS gewonnen hatten?

Nukleotide, die Bausteine der DNS

mit Purinbase mit Pyrimidinbase

Adenin

Thymin

Guanin

Cytosin
Man fand bei der Analyse der Zusammensetzung der DNS immer ganz bestimmte Verhältnisse zwischen den einzelnen Nukleotiden. Z.B.
Adenin Thymin  : Guanin  : Cytosin 
255 255  : 396  : 396 
oder 
346 346 : 299  : 299 

(hdm) Wasserstoffbrücken
Spektraluntersuchungen und elektronenmikroskopische Aufnahmen ließen vermuten, dass die DNS kein Einzelstrang sondern möglicherweise ein Doppelstrang ist.
Unten siehst du einen kurzen Abschnitt aus einem DNS Einzel-Strang mit den vier verschiedenen Nukleotiden. Möglicherweise lässt sich dieser Strang durch weitere Nukleotide, die über Wasserstoffbrücken angelagert werden können, stabilisieren. Die möglichen positiven und negativen Ladungsstellen hierfür sind markiert.

Das gleiche Bild kannst du dir als Arbeitsblatt ausdrucken. Auf dem Arbeitsblatt findest du auch weitere Nukleotide, die du ausschneiden kannst und die du vielleicht an den DNS-Einzelstrang anlagern kannst.

 Achte dabei auf

  1. größte Stabilität durch möglichst viele Wasserstoffbrücken.
  2. Auf gleiche Abstände (Purin- und Pyrimidinbasen sind verschieden groß)
  3. darauf, dass Adenin und Thymin, Guanin und Cytosin immer im gleichen Verhältnis nachgewiesen wurden.
Wenn du eine optimale Anordnung gefunden hast, fixiere sie mit etwas Klebstoff. Nicht auf den Bildschirm kleben!

Welche Paarungen hast du bei deinem DNS-Puzzle gefunden?

Wie viele Wasserstoffbrücken haben deine Nukleotidpartner?
 
 
 

Die DNS ist also ein Doppelstrang wie eine Leiter. Die Holme werden aus einer Kette von abwechselnd Phosphorsäure und Desoxyribose gebildet. Die Sprossen sind an der Desoxyribose befestigt und bestehen jeweils aus einer Purin- und einer Pyrimidin-Base, die durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. Es stehen sich immer Adenin und Thymin, Guanin und Cytosin gegenüber.

Basenpaarung und Leiterschema
verändert nach Freeman

Schema der Doppelhelix
verändert nach Freeman

Kalottenmodell verändert nach Freeman

3'- und 5'-Ende des DNS-Doppelstranges
Die Holme verlaufen allerdings antiparallel, was bedeutet, dass ein Strang mit einer Phosphorsäure beginnt und der andere mit Phosphor endet (der erste Holm geht von 5' nach 3' (bezeichnet nach den C-Atomen in der Desoxyribose), der andere Holm von 3' nach 5').Diese "Leiter" ist allerdings gedreht und bildet eine sogenannte Doppelhelix. 

Und hier kannst du einen Lückentext zum Thema am Bildschirm ausfüllen.


Und hier gibt es zwischendurch ein

Quiz

zum ersten Teil des Themas Molekulargenetik Hier kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.

und mit (Linken!!)

Anforderungen an eine Erbsubstanz

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