Das Video kommt von YouTube: erst beim Abspielen verbindet sich die Seite mit YouTube (Google).
Genetik [Einführung / Zusammenfassung, 1/2] - Abitur [Biologie, Genetik, Oberstufe]
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 184 Zeilen
- [Musik] dieses und das nächste Video befassen sich mit dem Themengebiet Genetik das in
- der Regel ein gesamtes Schulhalbjahr im fachbiologie thematisiert wird und ebenso abiturrelevant ist die Videos
- dien lediglich als rundlangvos komplexere Sachzusammenhänge zu einzelnen Inhalten des Videos werden in
- weiteren Videos zur Genetik behandelt Genetik das ist dieailwissenschaft der Biologie die sich mit der Vererbung
- beschäftigt genauer gesagt der forsch die Genetik die Struktur und die Funktionsweise und Vererbung der Gene
- wenn man von Vererbung spricht meint man die Weitergabe der Erbanlagen von einer Generation von Organismen an die nächste
- Generation an ihre Nachkommen die ausgangsgeneration von der man sich die Vererbung anguckt wird auch
- parentalgeneration genannt ihre Nachkommen zählen zur Filialgeneration und weil es Gene als
- ganz spezifische Abschnitte der Erbinformation sind die im Wesentlichen unseren phenotypen also unser äußeres
- Erscheinungsbild bestimmen ist häufig die Rede von der Vererbung der Gene der phenotyp unterscheidet sich von
- Individuum zu Individuum auch innerhalb einer Art zum Teil erheblich dazu müsst ihr wahrscheinlich nur in eurem biokurs
- oder in irgendeiner anderen sozialen Gruppe euch umgucken um festzustellen wie variabel Merkmale wie die
- Körpergröße die Augenfarbe oder die Haarfarbe ausfallen können Merkmale können dabei in unterschiedlichen
- Merkmalsausprägungen vorkommen vielleicht habt ihr in eurem kurspersonen bei denen sich das Merkmal
- Haarfarbe durch eine blonde Farbe auspräckt oder aber Personen deren Haare braun schwarz oder rot sind wobei die
- Wahrscheinlichkeit dass im Kurs rothaarige sitzen eher gering sein dürfte schließlich ist rot die am
- seltenste natürlich vorkommene Haarfarbe nur etwa ein% der weltweiten Bevölkerung hat rote Haare vor dem Hintergrund der
- Seltenheit roter Haare verwundert es kaum dass diese Merkmalsausprägung bereits früh Gegenstand genetischer
- Forschung wurde im frühen 20 Jahrhundert stellten Biologen fest die Eltern rothaariger Kinder waren in den meisten
- Fällen erstens entweder beide rothaarig zweitens beide dunkelhaarig oder drittens einer rot und der andere
- dunkelhaarig wie ist das zu erklären dass man als Kind dunkelhaariger elternrote Haare bekommt oder die
- Augenfarbe ist obwohl beide Eltern braune Augen haben Aufschluss gibt die Betrachtung des Genotyps also des
- zugrunde liegenden erdbildes die Ausprägung von Merkmalen z.B rote oder braune Haare blaue oder braune Augen
- wird durch Gene und deren Aktivität bestimmt Gene wiederum sind ganz spezifische Abschnitte der DNA und
- liegen auf den Chromosomen lokalisiert vor der Mensch hat schätzungsweise 40.000 Gene aber nur 46 Chromosomen in
- Form von 3 2 chromosomenparen auf einem Chromosom liegen also Zick Gene lokalisiert vor
- über den Weg der Proteinbiosynthese wird aus einem jeweiligen gen z.B das eben angesprochene gen ein Protein
- hergestellt das wiederum für die Synthese von z.B roten Haaren verantwortlich ist Gene steuern also die
- Ausprägung von Merkmalen die Chromosomen die die DNA als Erbgut mit samt den zahlreichen Genen enthalten liegen
- paarweise diploid im Zellkern vor es sind wie gesagt zwar 46 Chromosomen aber 23 Chromosomenpaare hier ist der
- einfachalthalber also nur eins der insgesamt 23 Chromosomenpaare des Mädchens dargestellt neben diesem Paar
- hat es natürlich auch noch die 22 anderen Chromosomenpaare die in jeder Zelle im Zellkern vorliegen je ein
- Chromosom stammt von der Mutter eins vom Vater jedes sich geschlechtlich fortl z Individuum und damit auch für Menschen
- besitzt somit ein jeweiliges gen z.B das was für die Ausprägung der Haarfarbe verantwortlich ist und an einem
- bestimmten Ort auf dem Chromosom einem sogenannten Lokus lokalisiert ist in zweifacher Ausführung und darüber hinaus
- in zwei unterschiedlichen Formen auch Allele genannt das Gen für die Haarfarbe taucht hier beispielsweise in zwei
- verschiedenen Allelen auf ein Allel ist für die Ausprägung roter Haare und ein Allel für die aus Prägung brauner Haare
- verantwortlich meist ist eine Merkmalsausprägung gegenüber einer anderen dominant z.B werden braune Haare
- dominant gegenüber roten Haaren vererbt besitzt ein Individuum einen Allel für die Ausprägung brauner und ein Allel für
- die Ausprägung roter Haare in diesem Fall ist das Individuum in Bezug auf das Merkmal heterozygot
- mischerbig dann setzt sich immer das dominante Allel im phenotyp dem äußeren Erscheinungsbild durch das dominante
- Allel wird mit einem Großbuchstaben gekennzeichnet das Allel für die rote Haarfarbe wird als rezessiv bezeichnet
- und mit einem Kleinbuchstaben Versehen auf dieser Grundlage können wichtige Gesetzesmäßigkeiten der Vererbung
- abgeleitet werden die der Mönch und Biologe Gregor Mendel bereits im 18 Jahrhundert erkannte und die heute als
- die drei Mendelschen Regeln bekannt sind die erste Regel nachzulesen auch in der Videobeschreibung kann als
- uniformitätsregel wie folgt zusamm fasst werden kreuzt man Individuen miteinander die sich in einem Merkmal reinerbig
- homozyigot unterscheiden z.B besitzt ein Elternteil beide Allele für rote Haare und ein Elternteil beide Allele für
- braune Haare so sind die Nachkommen in der Filialgeneration in Bezug auf dieses Merkmal alle gleich Uniform alle Kinder
- auch wenn hier nur eins abgebildet ist hätten den heterozygoten Genotyp groß a klein besitzen also ein Allee für braune
- und ein Allee für rote Haare sind aber aufgrund der Dominanz von Groß a alle braun damit ist klar für den Fall dass
- die Eltern rothaariger Kinder braune Haare haben müssen sie beide heterozygot sein sie beide müssen neben dem Allel
- für die braunen Haare jeweils auch das Allel für die roten Haare besitzen und dieses Allel vererben sie ihrem Kind
- dies entspricht der zweiten Mendelschen Regel der sogenannten spaltungsregel kreuzt man die sich gleichen und Uniform
- Individuen der F1 Generation untereinander die alle heterozygot sind weisen in einem dominantrezessiven
- Erbgang wie diesen die Nachkommen der F2 Generation wieder die Merkmale der älter Generation auf sie Speißen sich in einem
- Zahlenverhältnis von 3 Z ein auf mit einer 25przentigen Wahrscheinlichkeit bringen
- Eltern die das Merkmal heteropykotragen ein rothaariges Kind hervor nämlich für den Fall dass sie
- beide ihr rezessives für rote Haare vererben ihr seht dass die Mendelschen Regeln bis heute die Grundlage für die
- Vererbung bilden und auch auf Merkmale des Menschen angewendet werden können trotzdem ist anzumerken dass bei vielen
- Merkmalen bei Menschen nicht nur eingehen sondern mehrere zusammen verantwortlich sind allein für die
- Haarfarbe hat man inzwischen schon relevante Gene identifiziert weiterführende Information zu Mendelsche
- Regeln und auch zur dritten Mendelschen Regel findet ihr im entsprechenden wie was ich euch an dieser Stelle einmal
- rechts oben verlinke wir können also bis hierhin zusammenfassen dass Genen als ganz spezifische Abschnitte auf der DNA
- eine große Bedeutung beigemessen werden können weil sie für die Ausprägung von Merkmalen verantwortlich sind weil aus
- Genen über den Prozess der Proteinbiosynthese Proteine hergestellt werden und diese wiederum unseren
- phenotypen bestimmen um bei den Haaren zu bleiben es gibt ein Gen mit der Bezeichnung EDA das für die Ausbildung
- der Haare mit Verantwort ist genauer gesagt bestimmt es die Dichte der Haare und ob sie glatt oder lockig sind bis
- das edergen das gleichnamige Eder Protein exprimiert das heißt herstellt werden mehrere Schritte durchlaufen und
- zwar die Transkription die RNA Prozessierung und die Translation diese Vorgänge die ich ausführlich in den
- entsprechenden Videos oben rechts erläutert habe können für eukaryotische Zellen Zellen mit Zellkern wie folgt
- zusammengefasst werden ein Strang des DNA doppelstrangs den man als kodogenstrang bezeichnet weil er den
- coache die Information für das zu synthetisierende Protein enthält wird in der Transkription als ersten Teilschritt
- im Zellkern in komplementäre mRNA Nukleotide transkribiert bzw umgeschrieben eine wesentliche
- Eigenschaft der DNA ist die komplementäre Basenpaarung die DNA besteht aus vier unterschiedlichen Basen
- Adenin Thymin Guanin und Cytosin die Base Adenin Part immer nur mit der gegenüberliegenden Base Thymin Guanin
- Pat nur mit pytosin mehr zum Aufbau der DNA im Video oben rechts betrachtet man sich die vier RNA Basen so fällt auf die
- Basen Adenin Guanin und zytosin kommen ebenfalls in der Erna vor thmin die komplementärbase zu Adenin in der DNA
- existiert nicht als RNA Base die Base urazil fungiert als komplementärbase zu Adenin die so entstehende
- einzelstrengige premrna mit den Basen Adenin und urazil Guanin und Cytosin wird über den zweiten Teilschritt der
- mRNA Prozessierung so modifiziert dass eine reife mRNA entsteht dabei werden unter anderem die Bereiche der
- eukaryotischen prmrna entfernt die keine relevanten Informationen für die Synthese des Proteins enthalten
- eukaryoden also Organismen deren Zellen über ein Zellkern verfügen wie z.B Tiere und Pflanzen haben genau diese DN
- Sequenzen die man als Introns bezeichnet neben diesen werden die für ein Protein codierenden Bereiche Exons genannt sie
- enthalten also die relevante Information für die Synthese eines Proteins und müssen also erhalten bleiben die Reife
- nur aus Exons bestehende mRNA wird anschließend aus dem Zellkern zu den Ribosomen transportiert wo im letzten
- Teilschritt der Translation in die Aminosäure Sequenz eines Proteins übersetzt wird die Translation ist damit
- also ein Vorgang bei dem die Information der mRNA dazu dient eine spezifische Sequenz von Aminosäuren zu bestimmen und
- zu verknüpfen sodass ein bestimmtes Polypeptid entsteht nicht verunsichern lassen von den unterschiedlichen
- Begriffen der Grundbaustein eines Proteins sind Aminosäuren und durch die Verknüpfung dieser Aminosäuren über eine
- bindung entsteht ein Polypeptid also ein aus verschiedenen Aminosäuren aufgebautes Produkt und dieses
- bezeichnet man wiederum als Protein welche Aminosäure dabei in ein wachsendes Polypeptid eingebaut wird
- lässt sich mit Hilfe des genetischen Codes bzw der CoD sononne ablesen nachdem der kodogene dnastang in RNA
- transkribiert wurde lässt sich die daraus ergebene Aminosäure benennen indem man die kodsonne von innen nach Au
- abliest ihr seht dass immer drei aufeinander folgende RNA Basen für eine Aminosäure codieren in diesem Beispiel
- bauen die Basen Guanin Adenin und zytosin die Aminosäure Asparaginsäure ein das ist eine wesentliche Eigenschaft
- des genetischen Codes der Code ist ein Triplet Code eng daran geknüpft ist eine weitere Eigenschaft der Code ist
- eindeutig drei aufeinander folgende RNA Basen auch ein RNA Triplet oder kodon genannt stehen dabei für eine Aminosäure
- wenn man sich die Basensequenz des edagens bei Menschen unterschiedlicher Abstammung anschaut fällt auf dass der
- Austausch einer einzelnen dna-base im edergen dazu führt dass sich die ederproteine von Menschen asiatischen
- von solchen afrikanischen und europäischen Ursprungs in ihrer äußeren Struktur minimal unterscheiden und zwar
- dadurch dass an der Stelle der Mutation eine andere Aminosäure in das Protein eingebaut wird die Veränderung des
- Proteins kann phenotypisch große Auswirkung haben wenn man sich die Haare von Europäer und Europäerinnen und
- Afrikanerinnen und Afrikanern mit denen von Asiaten und Asien vergleicht Menschen europäischer Herkunft haben
- verhältnismäßig dünne Haare die ebenso wie die Haare von Menschen afrikanischer Herkunft lockig sein können Menschen
- ostasiatischer Herkunft haben hingegen dickes glattes Haar die Tatsache dass man bei ihnen lockiges Haar in der Regel
- nicht findet ist auf die eben angesprochene Veränderung des Proteins zurückzuführen an dieser Stelle wird
- einem also abermals die Bedeutung von Proteinen für die Ausprägung des phenotyps bewusst und wie eine Mutation
- dazu führen kann dass sich die Struktur des hergestellten Proteins verändern kann eine Mutation ist nichts anderes
- als eine Veränderung des Erbguts Erbgut kann dabei in ganz Unterschied ichen Umfang mutiert sein es
- kann eine einzelne Base innerhalb eines Gens betroffen sein wie im Fall des edergens genauso gut kann es sein dass
- ganze Stücke eines Chromosoms verloren gehen hier können direkt tausende von DNA Basen fehlen je nach ihrer Größe
- können Mutationen in folgende drei Gruppen aufgeteilt werden Genmutation bzw Punktmutation hier werden einzelne
- Basen der DNA innerhalb eines Gens eingefügt gen verloren oder werden ausgetauscht chromosommutation hier
- betrifft die Mutation die Struktur eines einzelnen Chromosoms genommutation hier kommt es zur
- Veränderung der Anzahl an Chromosomen bei der DN Replikation also der Verdopplung der DNA die ich im
- entsprechenden Video oben rechts näher erläutert habe können durchaus Fehler in Form von Genmutationen entstehen wird
- dabei eine Base durch eine andere Base ausgetauscht spricht man von einer basensubstitution
- der Einschub einer Base bezeichnet man als Insertion der Verlust einer Base als deltion nehmen wir mal an die ersten
- hier fünf abgebildeten DNA Basen sind in einem Intron lokalisiert einem nicht codierenden Bereich der DNA dann hat die
- Mutation keinerlei Auswirkung klar denn die Introns werden nach der Transkription beim Prozess der RNA
- Prozessierung herausgeschnitten und codieren daher für kein Protein ihn mehr dann handelt es sich um eine stille bzw
- stumme Mutation die sich per Definition nicht auf das Protein auswirkt aber selbst wenn es zu einer Mutation
- innerhalb einer codierenden Region kommt und dadurch die mRNA verändert wird muss das nicht zwangsläufig zu einer
- Veränderung der Aminosäuresequenz und damit zur Veränderung des Proteins kommen schaut euch dafür noch mal den
- genetischen Code an nehmen wir in unserem Beispiel von vorhin ein mal an dass an der dritten DNA base des
- kodogenen Strangs eine basensubstitution stattgefunden hat die Base Guanin ist durch die Base Adenin substituiert
- worden dadurch verändert sich auch die mRNA Base und damit verbunden das gesamte mRNA Triplet statt pytosen als
- komplementärbase zu Guanin wird nun urazil als komplementärbase zu Adenin eingefügt wie bereits erwähnt verändert
- sich damit natürlich auch das gesamte mRNA Triplet wenn wir das veränderte Triplet Guanin Adenin und uraz nun mit
- Hilfe des genetischen Codes in die Aminosäure übersetzen wollen fällt auf dass das veränderte Triplet trotzdem in
- dieselbe Aminosäure in Asparaginsäure übersetzt wird je nachdem kann der basenaustausch an der dritten Position
- eines triplets also dazu führen dass das veränderte Triplet trotzdem dieselbe Aminosäure kodiert hier liegt also eine
- stumme Mutation vor hier können wir eine weitere wichtige Eigenschaft des genetischen Codes ableiten er ist
- redundant eine Aminosäure kann von mehreren triplets codiert werden nicht immer ist die Auswirkung der Mutation
- stumm für den Fall dass an der ersten oder zweiten Stelle eines mRNA triplets eine Base verändert ist führt dies
- zwangsweise zum Einbau einer anderen Aminosäure in diesem Fall spricht man von einer missens Mutation fehlsinn bei
- einer nonsensmutation kommt es zu einem Austausch einer Base die irgendwo in der mRNA ein stopppkodon
- erzeugt wie gesagt kann es auch sein dass eine Mutation dazu führt dass irgendwo innerhalb des Gens eine Base
- eingeschoben wird oder verloren geht dann verändert sich ab diesem Zeitpunkt die aminosäur Sequenz des jeweiligen
- Proteins man spricht von einer sogenannten rasterschubmutation ihr seht die
- Begriffe stumme Mutation missensmutation und nonsensmutation und rastermutation beziehen sich jeweils auf die Auswirkung
- der Mutation auf die aminosäuresquenz erinnert euch daran dass der Mensch ca 40.000 Gene besitzt die auf den 46
- Chromosomen an ganz bestimmten Loki lokalisiert sind chromosommutationen die die Struktur einzelner Chromosomen
- betreffen sind deutlich umfangreicher hier können tausende DNA Nukleotide zerbrechen und sich wieder
- verknüpfen sodass genetische Information in großem Umfang auseinandergerissen wird das chromosomenmutation für
- Betroffene Organismen meist sehr schwerwiegende Folgen haben erkennt man auch daran dass diese vor der Geburt
- meist letal also tödlich verlaufen bis zu 50% der frühen Fehlgeburten sind auf Anomalien der chromosomenstruktur
- zurückzuführen man unterscheidet vier verschiedene Arten von chromosommutation auch Chromosomen abereration die ich im
- entsprechenden Video näher erläutert habe delition bzw der Verlust eines
- chromosomenabschnittes die Duplikation die Verdopplung eines Abschnitts auf dem Chromosom die Inversion auch Umkehr
- genannt bei der ein herausgebrochener Abschnitt wieder an derselben Stelle eingefügt wird allerdings in umgekehrter
- Orientierung und die Translokation die Verlagerung die entsteht wenn ein DNA Fragment abbricht sein Chromosom
- verlässt und in ein anderes Chromosom eingefügt wird wie bereits erwähnt kommt es bei einer genommutation zu einer
- Veränderung der Anzahl an Chromosomen bei der sogenannten Polyploidie kommt es dabei zu einer Vervielfachung des
- Chromosomensatzes wohinegen bei der anoiploidie einzelne Chromosomen überzählig sind oder fehlen ein
- bekanntes Beispiel dafür ist die trisonomie 21 hier liegen drei Kopien vom Chromosom 21 vor Betroffene zeigen
- Symptome des down Syndroms bei der trisonomie 21 handelt es sich um eine lebensfähige Ausnahme einer Trisomie
- wenn andere Chromosomen von einer Trisomie betroffen sind sterben die Betroffenen Embryonen meist noch während
- der Schwangerschaft logisch wenn wir gerade ja bereits festgestellt haben dass
- selbst chromosommutationen bereits Mutationen von so umfangreichen Erbmaterial darstellen das Betroffene
- meist noch als Embryonen sterben die Tatsache dass eine Trisomie auf dem ein 20 Chromosom nicht unbedingt letal
- verläuft ist darauf zurückzuführen dass dieses chromosomp zu den kleinsten des Menschen zählt lediglich etwas mehr als
- 1% der Erbinformation ist auf diesem Chromosom lokalisiert Mutationen führen uns vor
- Augen wie wichtig eine exakte und fehlerfreie Proteinbiosynthese ist vor allem wenn sie dazu führen dass Proteine
- verändert werden die lebenswichtige Funktionen erfüllen in diesem Fall geht es dann nicht mehr darum ob die Haare
- lockig oder glatt sind sondern z.B darum ob rote Blutkörperchen eritthrozyten rund und glatt sind und
- damit unseren Körper ausreichend mit Sauerstoff versorgen können oder diese aufgrund eines veränderten Proteins
- sichelförmig und spitz sind wie es bei der sichelzellenkrankheit der Fall ist mit lebensbedrohlichen Folgen wir wissen
- dass die Vererbung von Merkmalen und damit auch solchen die Krankheiten hervorrufen mit einzelnen Ausnahmen
- gewissen Gesetzesmäßigkeiten folgt denkt an die Mendelschen Regeln diese Gesetzesmäßigkeiten sind durch die
- Analyse eines Stammbaums beobachtbar Stammbäume sind also ein wichtiges Instrument zur klinischen Beurteilung
- und Beratung von Patientinnen und Patienten mit potenziell auftretenden Erbkrankheiten die soll den Einstieg des
- zweiten Videos bilden wir gucken uns Stammbäume näher an und wie man sie analysiert außerdem mit welchenem
- molekulargentischen Verfahren man das Erbgut analysiert und wie diese funktionieren gleichzeitig wirft das
- Video weitere Fragen auf die im zweiten Video beantwortet werden sollen wir haben zwar die Bedeutung von Genen für
- die Merkmalsausprägung herausgestellt aber den Einfluss der Umwelt komplett ßen vorgelassen Variationen im
- phenotypen sind meist nicht nur durch Erbanlagen zu begründen beispielsweise das Merkmal Körpergröße 18-Jährige in
- Deutschland sind heute etwa 20% größer als ihre Großeltern als diese im selben Alter waren 20% das sind bei Männern
- immerhin knapp ab 30 cm Größenunterschied liegt die durchschnittliche Körpergröße eines
- deutschen Manns heutzutage bei ca 1,80 m waren die Männer 1850 im Durchschnitt 1,62 groß 3 oder von mir ist auch vier
- oder fünf Generation reichen zeitlich nicht aus um Mutationen zu ermöglichen die solche erhebliche Auswirkung haben
- auch Umwelteinflüsse wie z.B die Ernährung spielen beim Größen Wachstum eine wichtige Rolle welche Rolle die
- Umwelt spielt und wie diese die Genaktivität beeinflussen kann wird ebenfalls Gegenstand des zweiten Videos
- sein
Zum Nachlesen
GenetikDer heute weitaus bedeutendste Teilbereich der Genetik ist die Molekulargenetik, die sich mit den molekularen Grundlagen der Vererbung befasst. Aus ihr ging die …
BiologieAuf dem Gebiet der Pharmazie werden Medikamente, wie beispielsweise Insulin oder zahlreiche Antibiotika, aus genetisch veränderten Mikroorganismen statt aus …
ProteinbiosyntheseAls Proteinbiosynthese wird die Neubildung von Proteinen in Zellen bezeichnet. Bei diesem für alle Lebewesen zentralen Prozess werden durch die Ribosomen …
GenAls Erbanlage oder Erbfaktor werden allgemein die nur elektronenmikroskopisch sichtbaren Gene auf spezifischen Plätzen in den Chromosomen bezeichnet, da sie …