Übung zu DNA-Mutationen
Beantworten Sie anhand der folgenden DNA-Sequenz die Fragen:
5'…GACTTCAAATTTGCTAACCGCAGAGTTTTAT…3′
a) Wie würde die Boten-RNA-Sequenz aussehen?
b) Welche Aminosäurekette würde zum Translationsprozess führen?
c) Definieren Sie Mutation. Welche Arten von Mutationen gibt es ihrem Ursprung nach?
d) Nehmen Sie an, dass an Position 3 der DNA-Kette (rot markiert) eine Mutation auftritt, die den Austausch von Cytosin gegen Adenin bewirkt. Welche Folgen könnte es für den Körper haben?
e) Nehmen Sie an, dass an Position 9 des DNA-Strangs (blau markiert) eine Mutation auftritt, die die Umwandlung von Adenin in Guanin bewirkt. Welche Folgen könnte es für den Körper haben?
f) Geben Sie an, was passieren würde, wenn ein Thymin zwischen den Positionen 8 und 9 der DNA-Kette eingefügt würde (in der Sequenz mit einem Pfeil markiert). Um welche Art von Mutation handelt es sich? Welche Folgen hat diese Art von Mutation normalerweise?
Antworten
a) Für die Messenger-RNA-Sequenz muss die komplementäre DNA-Sequenz transkribiert und die Thymine (T) durch Uracile (U) ersetzt werden. Da die von Ihnen angegebene DNA-Sequenz lautet: 5'…GACTTCAAATTTGCTAACCGCAGAGTTTTAT…3′
Die Boten-RNA-Sequenz wäre der komplementäre Strang in der 5′-zu-3′-Richtung, wobei T durch U ersetzt würde, was wäre: 3'…CUGAAGUUUAAACGAUUGGCGUCUCAAAAUA…5′
Da Boten-RNA jedoch in derselben Richtung gelesen wird wie der kodierende DNA-Strang (5‘ bis 3‘), wäre die korrekte Reihenfolge die Umkehrung des von mir bereitgestellten Strangs, wobei das Ts in U geändert würde, was uns ergibt: 5‘… CUUGAAUUUAAACGAUUGGCGUCUCAAAAA…3′
b) Die Aminosäurekette, die zum Translationsprozess führt, wird durch die Übersetzung der Boten-RNA in Tripletts oder Codons bestimmt. Jedes Triplett entspricht einer bestimmten Aminosäure. Um jedoch die genaue Aminosäurekette bereitzustellen, müssten wir die gesamte Sequenz in Codons übersetzen und eine Codon-Tabelle heranziehen.
c) Mutation ist eine Veränderung in der DNA-Sequenz. Die Arten von Mutationen können je nach Ursprung sein:
- Spontanmutationen: treten ohne erkennbare äußere Ursache auf.
- Induzierte Mutationen: Sie sind das Ergebnis der Einwirkung externer Faktoren wie Strahlung oder chemischer mutagener Wirkstoffe.
d) Wenn an Position 3 des DNA-Strangs Cytosin in Adenin umgewandelt wird, würde dies zu einer Punktmutation führen, die als Übergang bezeichnet wird. Die Folgen für den Organismus können von null (wenn die Mutation still ist oder in einer nicht-kodierenden Region auftritt) bis hin zu schädlichen Auswirkungen reichen, wenn sie ein entscheidendes Gen betrifft oder eine wichtige regulatorische Sequenz stört.
e) Eine Mutation an Position 9 des DNA-Strangs, die ein Adenin in ein Guanin umwandelt, wäre ebenfalls ein Übergang. Die Folgen dieser Mutation würden denen ähneln, die in der vorherigen Antwort beschrieben wurden, abhängig davon, ob die Mutation die Aminosäuresequenz eines Proteins verändert und ob dieses Protein für eine wichtige Funktion im Organismus essentiell ist.
f) Wenn ein Thymin zwischen den Positionen 8 und 9 des DNA-Strangs eingefügt wird, würde dies zu einer Insertionsmutation führen. Diese Art von Mutation kann einen Frameshift verursachen, der alle nachfolgenden Codons verändert und in der Regel schwerwiegende Auswirkungen hat, da sie die Aminosäuresequenz des resultierenden Proteins vollständig verändern kann, was häufig zu einem nicht generischen funktionsfähigen Protein führt.
Es ist wichtig zu bedenken, dass für eine genaue Übersetzung der DNA-Sequenz in Aminosäuren eine Codon-Tabelle verwendet werden muss und der offene Leserahmen, aus dem die Sequenz übersetzt wird, berücksichtigt werden muss.
Testprüfung zum Thema Molekulargenetik
1. Welches Molekül ist für den Transport genetischer Informationen vom Zellkern zum Zytoplasma verantwortlich?
a) ribosomale DNA
b) Boten-RNA (mRNA)
c) Protein
d) Transfer-RNA (tRNA)
2. Welcher Prozess beschreibt die Synthese von RNA aus DNA?
a) Replikation
b) Transduktion
c) Transkription
d) Übersetzung
3. Welches Enzym ist während der DNA-Replikation dafür verantwortlich, dem entstehenden DNA-Strang neue Nukleotide hinzuzufügen?
a) Ligase
b) RNA-Polymerase
c) DNA-Helikase
d) DNA-Polymerase
4. Welches der folgenden Elemente ist nicht Teil eines DNA-Nukleotids?
a) Phosphatgruppe
b) Desoxyribose-Zucker
c) Stickstoffbasis
d) Carboxylgruppe
5. Bei welcher Art von genetischer Mutation wird eine einzelne stickstoffhaltige Base gegen eine andere ausgetauscht?
a) Frameshift-Mutation
b) Löschung
c) Einfügung
d) Punktmutation
Wenn Sie weitere Tests ausprobieren möchten, können Sie den Biologie-Einstufungstest machen , um herauszufinden, ob Sie für Prüfungen und Tests gerüstet sind.
Testantworten: 1b, 2c, 3d, 4d, 5d
