## 321 **B) 2. und 4. sind richtig. ** Zu den Aussagen: 1. Falsch. Der zur DNA-Sequenz 5'- GTA TGA TAC - 3' komplementäre Strang lautet 3'- CAT ACT ATG - 5'. Dies ergibt sich aus den Basenpaarungsregeln (Adenin (A) paart mit Thymin (T), Guanin (G) paart mit Cytosin (C)) und der antiparallelen Ausrichtung der DNA-Stränge. 2. Richtig. Die DNA-Polymerase synthetisiert den neuen Strang immer in 5' → 3' Richtung, indem sie Nukleotide an das freie 3'-OH-Ende des wachsenden Stranges anfügt. 3. Falsch. Okazaki-Fragmente entstehen bei der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs (lagging strand), nicht des Leitstrangs (leading strand), der kontinuierlich synthetisiert wird. 4. Richtig. Die Sequenz enthält das Basentriplett TGA. Dieses entspricht auf der mRNA dem Codon UGA, welches eines der drei universellen Stopcodons ist und das Ende der Proteintranslation signalisiert. 5. Falsch. Eine Punktmutation betrifft zunächst nur einen der beiden DNA-Einzelstränge. Bei der nächsten Replikationsrunde wird dieser mutierte Strang als Matrize verwendet, sodass erst dann eine der Tochter-DNA-Doppelhelices die Mutation in beiden Strängen tragen kann (bzw. eine Tochterhelix ist mutiert, die andere nicht). Daher sind nur die Aussagen 2 und 4 korrekt, was Antwort B entspricht. ## 322 **A) 1., 3. und 5. sind richtig** Die DNA-Replikation erfolgt tatsächlich bidirektional vom Replikationsursprung aus (1 korrekt). Bei der Transkription wird nur ein DNA-Strang als Matrize verwendet, nicht beide Stränge (2 falsch). Die RNA-Polymerase kann ohne Primer starten, da sie selbst die erste Bindung zwischen Ribonukleotiden katalysiert (3 korrekt). Die Transkription findet nicht nur im Zellkern statt - bei Prokaryoten läuft sie im Cytoplasma ab, bei Eukaryoten auch in Mitochondrien und Chloroplasten (4 falsch). Sowohl DNA-Replikation als auch Transkription verlaufen in $5' \rightarrow 3'$ Richtung, da beide Polymerasen nur in diese Richtung Nukleotide verknüpfen können (5 korrekt). ## 323 **C) Replikation** Die Replikation ist der fundamentale biologische Prozess der DNA-Verdopplung, bei dem aus einem DNA-Doppelstrang zwei identische Kopien entstehen. Die anderen Optionen beschreiben andere wichtige Prozesse: Translation ist die Proteinsynthese an den Ribosomen, Transkription die Überschreibung von DNA in RNA. Transfektion bezeichnet das Einbringen fremder DNA in Zellen, während Transformation die Aufnahme freier DNA durch Bakterien beschreibt. Die Replikation läuft semi-konservativ ab, das heißt jeder neue Doppelstrang enthält einen alten und einen neu synthetisierten Einzelstrang. Dieser Prozess ist essentiell für die Zellteilung, da jede Tochterzelle eine exakte Kopie des Erbguts erhalten muss. ## 324 **C) Position 15** Bei dieser Aufgabe geht es um eine Leserasterverschiebung (Frameshift-Mutation) durch die Deletion eines Thymins. Zuerst betrachte ich die ursprüngliche DNA-Sequenz und teile sie in Codons ein, beginnend mit dem Start-Codon ATG: ATG-CCT-GAA-CTG-GTA-ACC-GAT-TAC-GTT-CGA-GCT-ATC-AGC-ACC-GTG-AAC-CTG-AAC-TGG-ATC-GAA-TCG-TA Nach der Deletion des unterstrichenen T ändert sich die Sequenz ab dieser Stelle: ATG-CCT-GAA-CTG-GTA-ACC-GAT-ACG-TTC-GAG-CTA-TCA-GCA-CCG-TGA-ACC-TGA... Das neue Codon TGA an Position 15 (gezählt vom Start-Codon) ist ein Stopp-Codon, das die Translation beendet. Die anderen Positionen enthalten keine Stopp-Codons (TAA, TAG oder TGA) nach der Leserasterverschiebung. ## 325 **C) Die Transkription läuft im Zytoplasma ab** Die Transkription findet bei Eukaryoten ausschließlich im Zellkern statt, nicht im Zytoplasma. Dies ist ein fundamentaler Unterschied zu Prokaryoten. Im Zellkern wird die DNA-Sequenz durch RNA-Polymerase in prä-mRNA umgeschrieben, die dann noch prozessiert wird (Spleißen, Poly-A-Schwanz, Cap-Struktur), bevor sie als reife mRNA ins Zytoplasma transportiert wird. Dort findet dann die Translation an den Ribosomen statt. Die anderen Optionen sind korrekt: Die Translation benötigt tatsächlich Ribosomen und tRNA (A), die Transkription ist die DNA-RNA-Umschreibung (B), bei der Translation entsteht die Aminosäuresequenz (D), und der genetische Code ist tatsächlich degeneriert, sodass mehrere Codons für eine Aminosäure codieren können (E). ## 326 **C) Sie synthetisieren RNA-Moleküle anhand einer DNA-Vorlage** RNA-Polymerasen sind zentrale Enzyme der Transkription, dem ersten Schritt der Genexpression. Sie lesen die DNA-Sequenz ab und synthetisieren daraus eine komplementäre RNA-Kopie, indem sie Ribonukleotide entsprechend der DNA-Vorlage miteinander verknüpfen. Die anderen Optionen beschreiben hingegen völlig andere zelluläre Prozesse: Der RNA-Abbau erfolgt durch RNasen (A), die Translation wird von Ribosomen durchgeführt (B), tRNA-Transport erfolgt durch spezielle Transportfaktoren (D), und die DNA-Replikation wird von DNA-Polymerasen katalysiert (E). ## 327 **B) Introns werden durch Splicing entfernt und Exons werden zusammengefügt** Die RNA-Prozessierung ist ein wichtiger Vorgang im Zellkern eukaryotischer Zellen, bei dem die prä-mRNA in reife mRNA umgewandelt wird. Das Spliceosom entfernt dabei die nicht-codierenden Introns und verbindet die codierenden Exons miteinander. Die anderen Optionen enthalten grundlegende Fehler: Die prä-mRNA wird nicht unmodifiziert transportiert (A), tRNA wird anders prozessiert (C), das 5'-Cap gehört ans 5'-Ende (D), und Splicing findet ausschließlich im Zellkern, nicht im Zytoplasma statt (E). Dieser Prozess ist essentiell für die korrekte Proteinbiosynthese, da nur die Exons die eigentliche genetische Information für Proteine enthalten. ## 328 **C) Sie setzen sich typischerweise aus einer Abfolge von Exons und Introns zusammen** Gene sind DNA-Abschnitte mit einer charakteristischen Struktur aus codierenden (Exons) und nicht-codierenden Bereichen (Introns). Die Exons enthalten die eigentliche Information für die Proteinherstellung, während die Introns beim Spleißen entfernt werden. Die anderen Optionen sind falsch: Gene bestehen aus DNA, nicht aus RNA (A), sind keine Aminosäureketten (D) und sind nicht für die zufällige Neukombination des Erbguts verantwortlich, das geschieht durch Crossing-over während der Meiose (E). ## 329 **B) Das Ablesen am codogenen Strang erfolgt vom 5'-Ende zum 3'-Ende und es erfolgt die Synthese der RNA in 5'-3'-Richtung** Diese Aussage ist falsch, da hier eine wichtige Verwechslung vorliegt: Der codogene Strang ist nicht der Strang, der abgelesen wird. Stattdessen dient der Matrizenstrang (auch Template- oder nicht-codogener Strang genannt) als Vorlage für die Transkription. Die RNA-Synthese erfolgt zwar tatsächlich in 5'-3'-Richtung, aber das Ablesen des Matrizenstrangs geschieht in 3'-5'-Richtung. Der codogene Strang ist komplementär zum Matrizenstrang und hat die gleiche Sequenz wie die entstehende mRNA (mit T statt U). Alle anderen Aussagen sind korrekt: Die Transkription findet im Zellkern statt (A), der codogene Strang kann zwischen Genen wechseln (C), die mitochondriale DNA wird separat transkribiert (D), und es wird nur ein DNA-Strang als Matrize verwendet (E). ## 330 **C) Die Replikation der DNA erfolgt in 5'-3'-Richtung** Die DNA-Replikation erfolgt immer in 5'-3'-Richtung, da die DNA-Polymerase nur in diese Richtung neue Nukleotide anfügen kann. Am Leitstrang geschieht dies kontinuierlich, während am Folgestrang kurze DNA-Stücke (Okazaki-Fragmente) diskontinuierlich synthetisiert werden. Die anderen Optionen sind falsch: Die DNA-Polymerase benötigt einen RNA-Primer, kein Gen (A). Die Synthese erfolgt nicht an beiden Strängen kontinuierlich (B). Pro Chromosom gibt es multiple Replikationsursprünge, nicht nur einen (D). Die DNA-Trennung erfolgt enzymatisch durch Helikasen, nicht durch Hitze wie bei der PCR (E). ## 331 **D) Man findet sie nur im Zellkern und nicht in den Mitochondrien** Die Aussage ist falsch, da Gene nicht nur im Zellkern, sondern auch in den Mitochondrien zu finden sind. Mitochondrien besitzen ihre eigene DNA (mitochondriale DNA oder mtDNA), die für wichtige Proteine der Atmungskette kodiert. Dies ist ein Überbleibsel ihrer evolutionären Herkunft als ehemals eigenständige Bakterien (Endosymbiontentheorie). Die anderen Aussagen sind korrekt: RNA-Gene produzieren funktionale RNA-Moleküle statt Proteine (A), die Gen-Struktur aus Exons und Introns ist typisch für Eukaryoten (B), der genetische Code basiert auf Basentripletts (C), und alternatives Splicing ermöglicht die Produktion verschiedener Proteine aus einem Gen (E). ## 332 **D) Der Promotor enthält spezifische DNA-Sequenzen wie die TATA-Box** Der Promotor ist eine wichtige regulatorische DNA-Sequenz, die den Startpunkt der Transkription markiert und spezifische Erkennungssequenzen wie die TATA-Box enthält. Die anderen Optionen sind fachlich falsch: Die RNA-Polymerase III synthetisiert neben tRNA auch andere kleine RNAs (A). Introns werden erst nach der Transkription durch Spleißen entfernt (B). RNA-Polymerase II benötigt zwingend Transkriptionsfaktoren für ihre Funktion (C). Das Spleißen findet nicht im Zytoplasma, sondern im Zellkern statt (E). Die TATA-Box ist dabei eine hochkonservierte Sequenz, die etwa 25-30 Basenpaare vor dem Transkriptionsstart liegt und als Andockstelle für Transkriptionsfaktoren dient. ## 333 **B) Die Synthese erfolgt diskontinuierlich unter Bildung von Okazaki-Fragmenten** Die DNA-Replikation des Folgestrangs erfolgt diskontinuierlich, weil die DNA-Polymerase nur in $5'\rightarrow3'$ Richtung arbeiten kann, der Folgestrang aber in die Gegenrichtung aufgebaut werden muss. Daher werden kurze DNA-Stücke (Okazaki-Fragmente) synthetisiert, die später durch die DNA-Ligase verbunden werden. Option A beschreibt den Leitstrang, der kontinuierlich synthetisiert wird. Option C ist falsch, da DNA-Polymerase nie in $3'\rightarrow5'$ Richtung arbeitet. Die Optionen D und E sind inkorrekt, da Okazaki-Fragmente und DNA-Ligase essentiell für die Folgestrang-Synthese sind. ## 334 **A) Die enzymatische Übertragung einer Methylgruppe an die Nukleinbase Cytosin** Die DNA-Methylierung ist ein wichtiger epigenetischer Mechanismus, bei dem eine Methylgruppe ($CH_3$) durch spezielle Enzyme (DNA-Methyltransferasen) an die DNA-Base Cytosin angehängt wird. Dies geschieht typischerweise an CpG-Stellen, wo ein Cytosin direkt neben einem Guanin liegt. Die Methylierung dient der Regulation der Genaktivität und kann Gene "stumm schalten". Die falschen Optionen nennen entweder falsche Basen (Uracil kommt in DNA gar nicht vor, Guanin wird nicht methyliert) oder beschreiben fälschlicherweise eine Abspaltung statt einer Übertragung der Methylgruppe. Die Entfernung einer falsch eingebauten Base ist ein völlig anderer Prozess der DNA-Reparatur. ## 335 **D) Die Untersuchung aller Proteine einer Zelle, ihrer Modifikationen und Wechselwirkungen** Die Proteomforschung (Proteomik) beschäftigt sich mit der Gesamtheit aller Proteine in einer Zelle, einem Gewebe oder einem Organismus zu einem bestimmten Zeitpunkt unter bestimmten Bedingungen. Anders als bei der Untersuchung einzelner Proteine (Option A) betrachtet die Proteomik das komplexe Zusammenspiel aller Proteine, ihre posttranslationalen Modifikationen und ihre Interaktionen miteinander. Die anderen Optionen beschreiben andere Forschungsgebiete: Option B bezieht sich auf die Genregulation, Option C auf die RNA-Forschung (Transkriptomik) und Option E auf die Genomforschung (Genomik). Diese Bereiche sind zwar mit der Proteomforschung verwandt, treffen aber nicht deren Hauptziel - die umfassende Analyse des gesamten Proteinbestands und dessen funktioneller Zusammenhänge. ## 336 **E) Alle Aussagen sind richtig** Alle fünf Aussagen über RNA sind korrekt. RNA unterscheidet sich von DNA durch ihren Zuckerbaustein Ribose (statt Desoxyribose) und die Base Uracil (statt Thymin). Die drei RNA-Typen haben bei der Proteinsynthese unterschiedliche Aufgaben: mRNA als Informationsträger, tRNA zum Transport der Aminosäuren und rRNA als struktureller und katalytischer Bestandteil der Ribosomen. Ribosomen, die Proteinfabriken der Zelle, bestehen tatsächlich zu etwa 60% aus rRNA, was ihre zentrale Rolle bei der Proteinsynthese unterstreicht. Im Gegensatz zur doppelsträngigen DNA liegt RNA meist einzelsträngig vor, kann aber durch Rückfaltung lokale Doppelstrangbereiche bilden. ## 337 **C) Sie ist an der Proteinbiosynthese in Mitochondrien beteiligt** RNA spielt eine zentrale Rolle bei der Proteinbiosynthese in Mitochondrien, den "Kraftwerken" der Zelle. Anders als die falschen Optionen suggerieren, kommt RNA in verschiedenen Formen (nicht nur als mRNA) und an verschiedenen Orten in der Zelle vor (nicht nur im Zellkern). Sie liegt meist einzelsträngig vor (nicht als Doppelstrang) und enthält statt Thymin die Base Uracil. In Mitochondrien sind verschiedene RNA-Arten an der Proteinsynthese beteiligt: mRNA als Bauplan, tRNA zum Transportieren der Aminosäuren und rRNA als Bestandteil der Ribosomen. ## 338 **B) Die tRNAs transportieren die entsprechenden Aminosäuren zum Ribosom** Die Transfer-RNA (tRNA) spielt eine zentrale Rolle bei der Proteinsynthese, indem sie als "Adapter-Molekül" die passenden Aminosäuren zu den Ribosomen transportiert. Die anderen Optionen enthalten grundlegende Fehler: Die Transkription wird nicht von Ribosomen (A), sondern von der RNA-Polymerase durchgeführt. Die Poly-A-Sequenz dient der mRNA-Stabilität, startet aber nicht die Proteinsynthese (C). An der Transkription ist nur die RNA-Polymerase beteiligt, nicht tRNA, rRNA oder cDNA (D). Die Transkription beginnt an spezifischen Promotor-Sequenzen, nicht an beliebigen Stellen (E). Die Translation am Ribosom kann nur durch das präzise Zusammenspiel von mRNA, tRNA und den entsprechenden Aminosäuren erfolgen. ## 339 **B) 1., 2., 5. und 6. sind richtig** Die Aussagen beschreiben wichtige Aspekte der Proteinbiosynthese: tRNAs transportieren tatsächlich Aminosäuren (1), und Ribosomen bestehen aus RNA und Proteinen (2). Die Translation findet an Ribosomen statt, die an mRNA binden (5), und der genetische Code ist universell für die meisten Organismen (6). Die falschen Aussagen enthalten grundlegende Fehler: Introns sind nicht-codierende Sequenzen (3), Gene können mehrere Merkmale beeinflussen und Merkmale werden oft von mehreren Genen bestimmt (4, 8). Die Translation findet im Cytoplasma statt, nicht im Zellkern wie die Transkription (7). Diese Prozesse sind fundamental für das Verständnis der Genexpression und zeigen die komplexe Regulation der Proteinbiosynthese. ## 340 **C) Die Transkription beginnt am Promotor** Die Transkription ist ein streng regulierter Prozess, der immer am Promotor beginnt - einer spezifischen DNA-Sequenz, an die die RNA-Polymerase bindet. Dies gewährleistet, dass Gene gezielt und kontrolliert abgelesen werden. Die anderen Optionen enthalten grundlegende Fehler: Die RNA-Polymerase bindet nicht willkürlich (A), die Transkription findet im Zellkern statt, nicht an Ribosomen (B), die tRNA ist nur am späteren Prozess der Translation beteiligt (D), und die Poly-A-Sequenz wird erst nach der Transkription an die fertige mRNA angehängt (E). Der Promotor ist somit der entscheidende "Startpunkt", der die präzise Genexpression ermöglicht. ## 341 **C) Bei Heterochromatin liegen die Nucleosomen aufgrund der Acetylierung von Histonen in aufgelockerter Form vor** Diese Aussage ist falsch, da es genau umgekehrt ist: Heterochromatin ist stark verdichtetes, inaktives Chromatin, bei dem die Histone gerade NICHT acetyliert sind. Die Deacetylierung der Histone führt zu einer stärkeren positiven Ladung der Histone, wodurch diese fester an die negativ geladene DNA binden. Dies resultiert in einer kompakteren Chromatinstruktur. Die Acetylierung von Histonen führt dagegen zu Euchromatin - einer aufgelockerten, aktiven Chromatinform. Die anderen Aussagen sind korrekt: DNA-Methylierung ist reversibel (A), RNA-Interferenz hemmt die Translation (B), DNA-Methylierung erfolgt an Cytosin (D) und epigenetische Modifikationen ändern nicht die DNA-Sequenz (E). ## 342 **D) Ein Aminosäure-Typ kann von mehreren Codons kodiert werden** Die genetische Redundanz, auch als degenerierter Code bekannt, ist ein wichtiges Merkmal des genetischen Codes. Eine einzelne Aminosäure kann durch verschiedene Codons (Basentripletts) auf der mRNA kodiert werden. Dies erhöht die Stabilität der Proteinsynthese, da Mutationen in der DNA nicht zwangsläufig zu einer Änderung der Aminosäuresequenz führen. Die anderen Optionen enthalten Fehler: tRNA ist im Zytoplasma aktiv, nicht im Zellkern (A); das Startcodon ist AUG, nicht UAA (B); Ribosomen werden teilweise im Nukleolus assembliert (C); und die mRNA-Synthese (Transkription) findet im Zellkern statt (E). ## 343 **C) Transkription und Translation können im Zellkern gleichzeitig stattfinden** In eukaryotischen Zellen findet die Transkription (Umschreibung von DNA in RNA) im Zellkern statt, während die Translation (Proteinsynthese) ausschließlich im Cytoplasma an den Ribosomen erfolgt. Dies ist ein fundamentaler Unterschied zu Prokaryoten, wo beide Prozesse gleichzeitig ablaufen können. Bei Eukaryoten muss die mRNA erst prozessiert (Spleißen, Modifikationen) und aus dem Kern transportiert werden, bevor die Translation beginnen kann. Die anderen Aussagen sind korrekt: Die DNA-Replikation verläuft tatsächlich bidirektional, RNA-Polymerasen sind für die Transkription zuständig, alternatives Spleißen ermöglicht verschiedene Proteinvarianten, und die DNA-Stränge sind komplementär zueinander. ## 344 **D) Nicht alle Tripletts werden für die Kodierung von Aminosäuren verwendet. UAG ist ein Start-Codon und AUG, UAA, UGA sind Stopp-Codons** Diese Aussage ist falsch, da sie die Start- und Stopp-Codons vertauscht. AUG ist das einzige Start-Codon und kodiert gleichzeitig für die Aminosäure Methionin. UAG, UAA und UGA sind die drei Stopp-Codons, die das Ende der Proteinsynthese signalisieren. Die anderen Aussagen sind korrekt: Der genetische Code ist tatsächlich ein Triplett-Code (A), ist nahezu universell (B), zeigt Degeneriertheit mit mehreren Codons pro Aminosäure (C) und hat mehr Codierungsmöglichkeiten als Aminosäuren (E). Diese Eigenschaften sind fundamental für die Proteinsynthese in fast allen Organismen. ## 345 **A) Die Expression der Gene wird durch Methylierung der RNA reguliert** Die Aussage ist falsch, da bei Eukaryoten die DNA (nicht die RNA) durch Methylierung reguliert wird. DNA-Methylierung ist ein wichtiger epigenetischer Mechanismus, bei dem Methylgruppen an bestimmte DNA-Basen (meist Cytosin) angehängt werden, was typischerweise zur Stilllegung von Genen führt. Die anderen Optionen beschreiben korrekte Regulationsmechanismen: Transkriptionsfaktoren kontrollieren die Genexpression durch Bindung an DNA-Sequenzen, alternatives Spleißen ermöglicht die Bildung verschiedener Proteine aus einem Gen, RNA-Interferenz kann Gene durch Abbau spezifischer mRNA stilllegen, und epigenetische Modifikationen wie Histon-Modifikationen beeinflussen die Zugänglichkeit der DNA. ## 346 **C) 60%** In der DNA sind die Basen immer paarweise verbunden: Adenin (A) mit Thymin (T) und Guanin (G) mit Cytosin (C). Diese Basenpaarung folgt der Chargaff-Regel, nach der die Summe aller Basenpaare 100% ergibt. Wenn der GC-Gehalt 40% beträgt, müssen die AT-Paare zwangsläufig 60% ausmachen, da beide Arten von Basenpaaren zusammen immer 100% ergeben. Dies ist ein fundamentales Prinzip der DNA-Struktur, das auf der komplementären Basenpaarung beruht. ## 347 **D) Aussagen 1., 2., 3. und 4. sind richtig** Die Genregulation in eukaryotischen Zellen erfolgt durch mehrere komplexe Mechanismen. DNA-Methylierung an Promotorregionen kann Gene abschalten, indem sie die Bindung von Transkriptionsfaktoren verhindert. Histon-Modifikationen wie Acetylierung oder Methylierung verändern die Chromatinstruktur und beeinflussen so die Zugänglichkeit der DNA für die Transkriptionsmaschinerie. MicroRNAs regulieren die Genexpression nach der Transkription, indem sie an mRNA binden und deren Translation hemmen oder zum Abbau führen. Alternatives Splicing erzeugt verschiedene Proteinvarianten aus einem Gen durch unterschiedliche Kombination von Exons. Die DNA-Replikation (Aussage 5) ist dagegen kein Regulationsmechanismus der Genaktivität, sondern dient der identischen Verdopplung des Erbguts vor der Zellteilung. ## 348 **E) Alle sind richtig** Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, bei dem alle genannten Aussagen zutreffen. Die DNA-Polymerase benötigt tatsächlich einen RNA-Primer als Startpunkt, da sie keine freie DNA-Synthese beginnen kann. Die Synthese erfolgt ausschließlich in 5'-3'-Richtung, was zur Bildung eines kontinuierlichen Leitstrangs und eines diskontinuierlichen Folgestrangs führt. Die Replikation startet an spezifischen Origins, wo die Helikase die DNA-Doppelhelix aufwindet. Beide Stränge werden gleichzeitig (simultan) repliziert, wobei auf dem Folgestrang die Okazaki-Fragmente entstehen, die anschließend durch die DNA-Ligase zu einem durchgehenden Strang verbunden werden. Diese koordinierten Prozesse gewährleisten eine präzise Verdopplung des Erbguts. ## 349 **E) ca. 5%** Von den 64 möglichen Codons der DNA/RNA sind nur 3 Stop-Codons (UAA, UAG und UGA), was etwa 5% entspricht. Die Stop-Codons signalisieren der Zelle das Ende der Proteinbiosynthese, indem sie die Translation beenden. Die restlichen 61 Codons (ca. 95%) codieren für die 20 verschiedenen Aminosäuren oder sind Start-Codons. Die anderen Antwortoptionen überschätzen den Anteil der Stop-Codons deutlich - tatsächlich muss der Anteil relativ klein sein, da die meisten Codons für den Aufbau der Proteine benötigt werden. ## 350 **D) 23%** In doppelsträngiger DNA gilt die Chargaff'sche Regel: Adenin (A) paart sich mit Thymin (T), und Guanin (G) paart sich mit Cytosin (C). Der Anteil von T beträgt 27%, somit ist auch der A-Anteil 27%. Da die Summe aller Basen 100% ergeben muss und A+T zusammen 54% ausmachen, bleiben für G+C zusammen 46%. Wegen der Basenpaarung ist der C-Anteil gleich dem G-Anteil, also jeweils 23%. Die anderen Optionen verletzen entweder die Chargaff'sche Regel oder die Bedingung, dass sich alle Basenanteile zu 100% addieren müssen. ## 351 **B) 1. und 3. sind richtig** Die DNA-Sequenz 5'-ATG TGG CTC-3' zeigt drei wichtige Eigenschaften: Erstens ist Aussage 1 korrekt, da der komplementäre DNA-Strang tatsächlich 3'-TAC ACC GAG-5' lautet (A paart mit T, G mit C). Zweitens ist Aussage 3 richtig, denn ATG ist das universelle Startcodon in der Proteinsynthese und kodiert für die Aminosäure Methionin. Drittens stimmt Aussage 4, da die Sequenz für genau drei Aminosäuren kodiert (ATG = Methionin, TGG = Tryptophan, CTC = Leucin). Aussage 2 ist falsch, weil der genetische Code degeneriert ist - manche Mutationen führen zu synonymen Codons, die für dieselbe Aminosäure kodieren. Aussage 5 ist ebenfalls falsch, da eine Deletion von zwei Basen den Leserahmen verschiebt und alle nachfolgenden Codons verändert (Frameshift-Mutation). > [!info] Info > Auch Aussage 4 wäre bei dieser Aufgabe korrekt. ## 352 **C) Das Triplett der tRNA nennt man Codon, das der mRNA Anticodon** Diese Aussage ist falsch, da die Bezeichnungen vertauscht sind: Das Triplett auf der mRNA wird als Codon bezeichnet, während die komplementäre Sequenz auf der tRNA als Anticodon bekannt ist. Diese spezifische Basenpaarung zwischen Codon und Anticodon ist entscheidend für die korrekte Proteinsynthese, da sie sicherstellt, dass die richtigen Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge verknüpft werden. Die anderen Aussagen sind korrekt: Die Translation findet tatsächlich sowohl im Zytoplasma als auch am rauen ER statt, beginnt mit einer Initiator-tRNA (meist mit der Aminosäure Methionin), dient der Proteinsynthese und mehrere Ribosomen können gleichzeitig an einer mRNA arbeiten (Polysom). ## 353 **E) G1-Phase ** Die G1-Phase ist zwar ein wichtiger Teil des Zellzyklus, aber sie ist nicht direkt an der DNA-Replikation beteiligt. Die eigentliche DNA-Verdopplung findet in der nachfolgenden S-Phase statt. Während der G1-Phase bereitet sich die Zelle auf die DNA-Replikation vor, indem sie wächst und notwendige Proteine synthetisiert. Die anderen Optionen sind dagegen alle direkte Komponenten der DNA-Replikation: Die Telomerase verlängert die Chromosomenenden, Okazaki-Fragmente entstehen bei der diskontinuierlichen Synthese des Folgestrangs, die Replikationsgabel ist der Ort der aktiven DNA-Verdopplung, und die semikonservative Replikation beschreibt den grundlegenden Mechanismus, bei dem jeder neue DNA-Strang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang besteht. ## 354 **D) Epigenetische Veränderungen können durch Umwelteinflüsse entstehen und sind teilweise vererbbar** Epigenetische Modifikationen verändern nicht die DNA-Sequenz selbst, sondern beeinflussen, wie Gene abgelesen werden. Bei eineiigen Zwillingen mit identischer DNA können unterschiedliche Umweltfaktoren (Ernährung, Stress, Toxine) zu verschiedenen epigenetischen Mustern führen. Diese Veränderungen, wie DNA-Methylierung oder Histon-Modifikationen, können teilweise an Nachkommen weitergegeben werden. Im Gegensatz zu den falschen Optionen führt Histon-Acetylierung tatsächlich zu einer lockereren Chromatinstruktur und erhöhter Genaktivität, während DNA-Methylierung an Promotoren die Genexpression typischerweise hemmt. Epigenetische Modifikationen betreffen sowohl codierende als auch nicht-codierende DNA-Bereiche. ## 355 **C) Transkription → RNA-Prozessierung → Translation → Proteinfaltung** Die Genexpression in eukaryotischen Zellen folgt einem präzisen Ablauf: Zuerst wird bei der Transkription im Zellkern die DNA-Information in prä-mRNA umgeschrieben. Diese unreife mRNA durchläuft dann die RNA-Prozessierung (Spleißen, Capping, Polyadenylierung), wodurch reife mRNA entsteht, die den Zellkern verlassen kann. Im Cytoplasma findet anschließend die Translation statt, bei der Ribosomen die mRNA-Information in Aminosäureketten übersetzen. Erst nach der Translation kann die Proteinfaltung erfolgen, bei der die Aminosäurekette ihre funktionelle dreidimensionale Struktur annimmt. Die anderen Optionen sind falsch, da sie diese biologisch festgelegte Reihenfolge nicht einhalten. ## 356 **B) Der genetische Code ist degeneriert, d.h. mehrere Codons können für dieselbe Aminosäure codieren** Der genetische Code weist eine Degeneration auf, was bedeutet, dass mehrere verschiedene Codons (Dreier-Kombinationen aus Nukleotiden) für dieselbe Aminosäure codieren können. Von den 64 möglichen Codons (4³ Kombinationen der vier Nukleotide A, U, G, C) werden 61 für die Codierung der 20 proteinogenen Aminosäuren verwendet, während 3 Codons als Stopp-Signale dienen. Diese Redundanz ist ein wichtiger Schutzmechanismus gegen Mutationen, da viele Punktmutationen zu synonymen Codons führen, die dieselbe Aminosäure codieren. Die anderen Antwortoptionen sind falsch: Codons codieren keine RNA (A), nicht alle übrigen Codons sind Stopp-Signale (C), kein Codon bleibt ungenutzt (D), und die Degeneration ist ein universelles Merkmal des genetischen Codes in allen Organismen (E).