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MedAT-Vorbereitung 2027

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Lektion 13, Thema 17
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Molekulare Genetik

Deniz Tafrali 6. August 2026
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DNA

2014
Was ist der Unterschied zwischen DNA und RNA?
A) RNA enthält Uracil statt Thymin
B) DNA ist einzelsträngig
C) RNA ist doppelsträngig
D) RNA enthält Desoxyribose statt Ribose
E) DNA enthält Uracil
Lösung: A) RNA enthält Uracil statt Thymin

2015
Was trifft auf die Replikation der DNA zu?
A) Die Synthese verläuft in 5’→3′-Richtung und findet bei Eukaryonten überwiegend im Zellkern statt
B) Die Synthese verläuft ausschließlich in 3’→5′-Richtung
C) Die Replikation findet im Zytoplasma statt
D) Es wird kein Primer benötigt
E) Beide Stränge werden kontinuierlich ohne Okazaki-Fragmente synthetisiert
Lösung: A) Die Synthese verläuft in 5’→3′-Richtung und findet bei Eukaryonten überwiegend im Zellkern statt

2015
Welche Aussage zur DNA trifft zu?
A) Ein DNA-Nukleotid besteht aus einer Base, einem Phosphatrest und einem Zucker (Desoxyribose)
B) Die beiden DNA-Stränge verlaufen parallel in dieselbe Richtung
C) Guanin und Cytosin bilden zwei Wasserstoffbrückenbindungen aus
D) Die DNA-Polymerase entwindet die DNA-Doppelhelix
E) Adenin und Thymin bilden drei Wasserstoffbrückenbindungen aus
Lösung: A) Ein DNA-Nukleotid besteht aus einer Base, einem Phosphatrest und einem Zucker (Desoxyribose)

2016
Welche Aussage zur DNA-Replikation trifft zu?
A) Für die DNA-Replikation wird stets ein Primer benötigt, die Synthese erfolgt in 5’→3′-Richtung und die Teilstücke werden durch Ligasen verbunden
B) Die Replikation verläuft an beiden Strängen durchgehend kontinuierlich ohne Fragmente
C) Es wird kein Primer benötigt
D) Die Synthese erfolgt ausschließlich in 3’→5′-Richtung
E) Ligasen sind an der Replikation nicht beteiligt
Lösung: A) Für die DNA-Replikation wird stets ein Primer benötigt, die Synthese erfolgt in 5’→3′-Richtung und die Teilstücke werden durch Ligasen verbunden

2017
In einem Stück DNA kommt Thymin mit 27% vor. Wie viel Cytosin befindet sich im gleichen Stück DNA?
A) 23%
B) 73%
C) 27%
D) Keine der angegebenen Antwortmöglichkeiten
E) 46%
Lösung: A) 23%

2018
Welcher Begriff passt nicht zur DNA-Replikation?
A) G₁-Phase
B) Telomerase
C) Replikationsgabel
D) DNA-Polymerase
E) Primer
Lösung: A) G₁-Phase

2020
Bei einer DNA liegt die Base Adenin zu 27% vor. Zu wie viel Prozent liegt die Base Thymin vor?
A) 27 %
B) 73 %
C) 23 %
D) 50 %
E) 33 %
Lösung: A) 27 %

2020
Was ist zum Aufbau der DNA korrekt?
A) Pentose ist das Rückgrat der DNA
B) Rückgrat über Phosphodiesterbindungen verknüpft
C) Die beiden Stränge sind über Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden
D) Basen hängen über kovalente Bindungen zusammen
E) Basen sind über ionische Bindungen verknüpft
Lösung: B) Rückgrat über Phosphodiesterbindungen verknüpft

2021
Eine DNA enthält 27% Thymin. Wie viel Prozent Cytosin enthält sie?
A) 26%
B) 33%
C) 23%
D) 27%
E) 73%
Lösung: C) 23%

2022
Welche Aussage zur DNA (u.a. Replikation) trifft zu?
A) Die DNA-Stränge werden bei der DNA-Replikation durch Hitze getrennt
B) Nur 1% des eukaryotischen Genoms kodiert für aktive RNA oder Proteine
C) Die DNA-Replikation verläuft vom 5′ zum 3′-Ende
D) Die DNA-Polymerase braucht ein Gen zum Starten
E) Körperzellen haben nach der zweiten meiotischen Teilung einen diploiden Chromosomensatz, Keimzellen einen haploiden
Lösung: C) Die DNA-Replikation verläuft vom 5′ zum 3′-Ende

2025
Eine DNA enthält 27% Adenin. Zu wie viel Prozent liegt Thymin vor?
A) 33%
B) 27%
C) 50%
D) 73%
E) 23%
Lösung: B) 27%

2025
Wo kommen Telomere vor?
A) An den Enden von Chromosomen
B) In der mRNA
C) In der tRNA
D) Im Zentromer
E) Im Nukleolus
Lösung: A) An den Enden von Chromosomen

2026
Eine DNA enthält 27% Thymin. Zu wie viel Prozent liegt Cytosin vor?
A) 23%
B) 73%
C) 54%
D) 46%
E) 27%
Lösung: A) 23%

Die DNA ist ein Polynukleotid: Jedes Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Nukleinbase, dem Zucker Desoxyribose und einer Phosphatgruppe. In der DNA kommen vier Basen vor: die Purinbasen Adenin und Guanin sowie die Pyrimidinbasen Cytosin und Thymin (Eselsbrücke: Pyrimidinbasen enthalten im Deutschen ein „y” – Cytosin, Thymin). Die Nukleotide sind über Phosphodiesterbindungen zum Zucker-Phosphat-Rückgrat verknüpft (zwischen der 3′-Hydroxylgruppe eines Nukleotids und der 5′-Phosphatgruppe des nächsten), wodurch jeder Strang eine Richtung vom 5′- zum 3′-Ende erhält. Die beiden Stränge verlaufen antiparallel und winden sich zu einer meist rechtsgängigen Doppelhelix (Basenabstand 0,34 nm, Ganghöhe 3,4 nm bei ≈ 10 Basenpaaren pro Windung).

Aufbau der DNA mit Doppelhelix und Basenpaarung
Aufbau der DNA mit Doppelhelix und Basenpaarung. Purine sind A und G · Pyrimidine sind C und T · in der RNA steht Uracil statt Thymin.

Die beiden Stränge werden durch komplementäre Basenpaarung zusammengehalten: Adenin paart mit Thymin über 2 Wasserstoffbrücken, Guanin mit Cytosin über 3 Wasserstoffbrücken (G-C-reiche Abschnitte sind dadurch stabiler). Aus dieser Chargaff-Regel folgt: Der Anteil von Adenin entspricht stets dem Anteil von Thymin, und der Anteil von Guanin entspricht dem von Cytosin. Liegt z. B. Adenin (bzw. Thymin) zu 27 % vor, verteilen sich die restlichen 46 % zu gleichen Teilen (23 %) auf Guanin und Cytosin.

Die DNA-Replikation ist semikonservativ (jede neue Doppelhelix enthält einen alten und einen neuen Strang) und läuft immer in 5’→3′-Richtung ab. Damit die Replikationsmaschinerie an die DNA gelangt, entspiralisiert die Topoisomerase zunächst die Superhelix, die Helikase entwindet anschließend die Doppelhelix an den Replikationsursprüngen (ORI) zur Replikationsgabel, und Einzelstrang-Bindeproteine (SSBs) verhindern ein erneutes Zusammenlagern. Die DNA-Polymerase benötigt zum Start stets einen von der Primase gesetzten RNA-Primer. Da sie nur in 5’→3′-Richtung synthetisieren kann, wird der Leitstrang kontinuierlich synthetisiert, der Folgestrang dagegen diskontinuierlich in kurzen Okazaki-Fragmenten – die anschließend von der DNA-Ligase zu einem durchgehenden Strang verbunden werden. Ein Begriff wie die G₁-Phase des Zellzyklus gehört nicht zu diesem Replikationsvorgang selbst, da die eigentliche DNA-Synthese erst in der (nachfolgenden) S-Phase stattfindet.

Replikationsgabel mit Leit- und Folgestrang
Replikationsgabel mit Leit- und Folgestrang. Weil die Polymerase nur von 5′ nach 3′ arbeitet, folgt allein der Leitstrang der Gabel durchgehend. Der Folgestrang wird rückwärts in kurzen Stücken angelegt — jedes braucht einen eigenen Primer. Merksatz: Topoisomerase entdrillt, Helikase öffnet, Primase startet, Polymerase baut, Ligase schließt.

Zum Schutz vor Schäden (z. B. durch UV-Strahlung, Chemikalien oder Replikationsfehler) verfügt die Zelle über mehrere DNA-Reparaturmechanismen: die Basen-Exzisionsreparatur (entfernt einzelne beschädigte Basen), die Nukleotid-Exzisionsreparatur (entfernt größere Schäden wie UV-bedingte Thymindimere), die Mismatch-Reparatur (korrigiert fehlgepaarte Basen) sowie zwei Mechanismen zur Reparatur von Doppelstrangbrüchen (nicht-homologes End-Joining und die präzisere homologe Rekombination anhand einer intakten Kopie, z. B. der Schwesterchromatide). Telomere befinden sich an den Enden der Chromosomen.

DNA-Reparaturmechanismen im Ueberblick
DNA-Reparaturmechanismen im Ueberblick. In allen Fällen gilt am Ende dasselbe: DNA-Polymerase füllt die Lücke, DNA-Ligase verschließt sie.

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Das steht außerdem in diesem Kapitel

  1. Vom Gen zum Merkmal
  2. Regulation der Genaktivität
  3. Proteomik
  4. Genomik
  5. Epigenetik
  6. Methoden der Gentechnik