Syntaktischer Informationsgehalt in Genetik

Wissenschaft Biologie
#1

Heyho,

da ich demnächst eine Nachklausur in Genetik schreibe, und ich zu einem Themenbereich keine richtige Antwort finde (vllt such ich auch falsch), hab ich eine Frage an euch.

Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA identisch?

Als Beispiel: Ich habe den Sequenzausschnitt 5´-GCA-3´ als Einzelstrang, das sind ja 8bit syntaktische Information (da Guanin und Cytosin ja potentiell 3 H-Brücken bilden und als 3bit dargestellt werden, und Adenin hat ja nur 2bit, da potentiell 2 H-Brücken möglich sind).
Und wenn ich jetzt ein Doppelstrang hab mit: 5´-GCA-3´und komplementär dazu 3´-TGC-5´(also untereinander geschrieben bekomm ich nicht hin, daher so…) sind das dann jetzt immer noch 8bit insgesamt, oder schon 16?
Gilt ein Basenpaar, als mindestens 4bit (Adenin mit Thymin) und maximal 6bit (G und C)? Oder sind ein Basenpaar immer nur 2, oder 3bit?

Dann hab ich noch ne Frage, die sich durch die obere vllt beantworten lässt…
Ist der Informationsgehalt eines Pentanukleotids 12bit?

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, dass ist der Teil in Genetik, zu dem ich überhaupt kein Zugang finde…

Hier ist ne Aufgabe aus ner Altklausur, könnt ihr die beantworten und begründen?

In einer gegebenen DNA seien alle 4 Basen gleich häufig. Wieviel syntaktische Information steckt dann in folgendem Teilabschnitt der DNA: 5’-GCTAGGTT-3’

Ich danke euch herzlich, wenn ihr mir konstruktiv weiterhelfen könntet,
mit allerbesten Grüßen,

Astralabius

#2

'nAaamt Astralabius!

Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA
identisch?

Kennt man in eurer Generation noch Radio Eriwan? Egal, im Prinzip ja.
Der Gegenstrang ist ja (zwar immer mit der Gegenbase) eine exakte Kopie des Hauptstrangs. Und lass mich lügen, es wird ja auch nur der Hauptstrang abgelesen.

Ist wie eine Sicherungskopie deiner Festplatte, da sind ja auch die Daten identisch, bis eine von beiden ihren Geist aufgibt. Wie beim Rückspielen einer Datensicherung dient auch der Gegenstrang hauptsächlich dazu, Fehler zu reparieren.

Als Beispiel: Ich habe den Sequenzausschnitt 5´-GCA-3´ als
Einzelstrang, das sind ja 8bit syntaktische Information (da
Guanin und Cytosin ja potentiell 3 H-Brücken bilden und als
3bit dargestellt werden, und Adenin hat ja nur 2bit, da
potentiell 2 H-Brücken möglich sind).

Whow, da bist du gehörig auf dem Holzweg! Information ist durch die Verwendung gekennzeichnet. Mal ein Beispiel:
Ich nehme ein Blatt Papier und Male ein „E“ drauf. Für den Computerspezi ist das ein Byte an Information. Naturwissenschaftler bestimmen Alter, Baumart, Herkunft des Papiers und die chemische Zusammensetzung der Tinte, Physiker stellen aufgrund der Isotopenverteilung einen irdischen Ursprung fest und Graphologen bescheinigen mir eine unsichere Persönlichkeit.

Genauso ist es bei der DNA. Die Tatsache, dass sich A mit T und C mit G paart, ist keine Information, sondern wird als selbstverständlich vorausgesetzt. Für die Anzahl der H-Brücken zwischen den Basen gilt dies erst recht.

Und wenn ich jetzt …

Vielleicht merkst du’s, das ist nur ein unnützer Umweg auf dem Holzweg.

Du musst dir klar machen, was eigentlich die Information in der DNA ausmacht!

Um es kurz zu machen, es ist einzig und allein die Reihenfolge der Basen. Wie im Computer, da ist Information in einer Folge von Nullen und Einsen gespeichert. Und dabei ist es sch…egel, ob im Hauptspeicher, auf Festplatte oder auf CD.

Jede Speicherzelle kann die Werte 0 oder 1 annehmen, deswegen heißt die Informationseinheit Bit (Binary Digit). Eine Sprosse der DNA kann vier „Werte“ haben: A, C, G, und T.

Wenn du jetzt noch ausrechnest, wieviel Bit du brauchst, um 4 Mögliche Werte dazustellen, bist du der Lösung nahe.

Viel Spass, Zoelomat

#3

Hojotoho,

Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA
identisch?

hinter dem Begriff „DNA“ verbirgt sich der Doppelstrang der Desoxyribonucleinsäure. Das Molekül besitzt die dreidimensionale Gestalt einer Doppelhelix.
Ein Gebilde das: „einzelsträngige DNA“ genannt wird, kenne ich nicht.

Gruß

watergolf

#4

Ein Gebilde das: „einzelsträngige DNA“ genannt wird, kenne ich
nicht.

Hi watergolf,

doch das gibt es schon - in Viren, deren Erbgut aus einzelsträngiger DNA besteht:
http://de.wikipedia.org/wiki/DNA-Virus

Viele Grüße,
Eva

#5

Hallo Eva,

prima:

doch das gibt es schon - in Viren, deren Erbgut aus
einzelsträngiger DNA besteht:

wie würdest du dann die Frage von Astralabius: „Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA identisch?“
beantworten?

Gruß

watergolf

#6

Hi watergolf,

die Ausgangsfrage wurde doch von Zoelomat schon umfassend beantwortet :smile: . Daraus geht auch hervor, daß einzelsträngige DNA als Träger der Information ausreicht. Ich wüßte nicht, was ich da ergänzen sollte.

Ich wollte ja auch nur vermerkt haben, daß es eben schon einzelsträngige DNA in Organismen gibt. Brauchst dich deshalb nicht gleich in die Schmollecke zurückziehen :wink:

Viele Grüße,
Eva

#7

Hallo Eva,

einzelsträngige DNA in Organismen gibt. Brauchst dich deshalb
nicht gleich in die Schmollecke zurückziehen :wink:

wenn ich auf deine Zeilen anerkennend: „prima“ schreibe, so ziehe ich mich doch nicht in eine Schmollecke zurück.

Astralabius schrieb im UP:
"da ich demnächst eine Nachklausur in Genetik schreibe, und ich zu einem Themenbereich keine richtige Antwort finde (vllt such ich auch falsch), hab ich eine Frage an euch.

Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA identisch?"

Falls Astralabius in seiner Nachklausur in Genetik die Anwort von Zoelomat schreibt, bin ich gespannt wieviel Punkte Astralabius darauf bekommen wird.
Hoffentlich bestreitet er die Nachklausur erfolgreich.

Gruß

watergolf

#8

Hi watergolf,

sorry, das mit dem „prima“ hab ich wohl falsch interpretiert :wink:

Trotzdem bleibe ich dabei, daß in Zoelomats Antwort die nötige Information enthalten ist, mit der sich der Fragesteller die korrekte Antwort erarbeiten kann.

Schönes Wochenende noch :smile:
Eva

#9

Hallo watergolf,

Astralabius schrieb im UP:
"da ich demnächst eine Nachklausur in Genetik schreibe, und
ich zu einem Themenbereich keine richtige Antwort finde (vllt
such ich auch falsch), hab ich eine Frage an euch.

Ist der Informationsgehalt einzel - und doppelsträngiger DNA
identisch?"

falls du es nicht verstanden hast, die Antwort lautet JA. Eine Sicherungskopie erhöht nicht den Informationsgehalt, jedenfalls solange das Original ungeschädigt ist.

Aber da wir ja im Biologie-Brett sind, DNA bleibt nie lange unbeschädigt, da wirken Radioaktivität, kosmische Strahlen, Chemikalien und auch einfach die Keton-Enol-Tautomerie - und ja, das war Absicht, man sollte schon wissen, wovon man spricht. Und nicht jede Lebens- oder Halblebensform (wie Viren) haben einen unerschöpflichen Vorrat an Nachkommen, bei denen Kopierfehler eher Chance (wie beim Grippe- oder HIVirus) als Risiko sind.

Falls Astralabius in seiner Nachklausur in Genetik die Anwort
von Zoelomat schreibt, bin ich gespannt wieviel Punkte
Astralabius darauf bekommen wird.

Das wird sich zeigen, aber wer weiß, was 1 Bit ist, der weiß auch, dass eine DNA-Stufe (wg. DNA-Wendeltreppe) genau 2 Bit an Information enthält. Wahrscheinlich/mutmaßlich weiß das der Fragesteller sowieso (und hat nur einen Knoten im Gehirn), aber zumindest sagt das meine Antwort. Das versteht jeder, der Ahnung von Informatik hat.

Ich hab’ es nur deswegen nicht explizit hingeschrieben, weil wir keine Hausaufgabenhilfe sind, und weil der Fragesteller hoffentlich allein d’rauf kommt, wenn er von seinem Holzweg abgekommen ist. Ein Souffleur ist halt diskret, und BISLANG hat sich m.W. noch niemand beschwert, dass er ihn nicht versteht.

Und wenn er nicht genügend Punkte bekommt, dann ist das eher ein gesellschaftliches Thema. Nicht jeder ist in Theorie stark, aber er hat ziemlich sicher Stärken auf anderen Gebieten.

Hoffentlich bestreitet er die Nachklausur erfolgreich.

Zumindest hast DU dazu nichts beigetragen. Jeder Biologe weiß, dass es DNA und RNA sowohl ein- als auch doppelstängig gibt, zwei von den vier möglichen Versionen aber nur/hauptsächlich in Viren.

Und wer etwas Ahnung von Biologie und Informatik hat, der hat meinen Beitrag verstanden, auch wenn’s den Fragesteller nicht zu kümmern scheint.

Gruß, Zoelomat

P.S. Falls dich das Thema wirklich interessiert, dann informier dich über die Redundanzen/Sonderfälle, schließlich gibt es 4*4*4, also 64 Codons, aber nur gut 20 deswegen eingebaute Aminosäuren. Und es gibt auch ganz üble Tricks, wie beim Selencystein.

#10

Guten Morgen Zoelomat,

falls du es nicht verstanden hast, die Antwort lautet JA. Eine

dieses „Ja“ läßt an Klarheit nichts zu wünschen übrig und ich habe es jetzt verstanden.

Und wenn er nicht genügend Punkte bekommt, dann ist das eher
ein gesellschaftliches Thema. Nicht jeder ist in Theorie

Mein Thema während des Studiums war oft, daß ich die Fragestellung nicht verstand und gerade in Genetik und auch in Mikrobiologieauf auf Fangfragen in schöner Regelmäßigkeit hereinfiel.

Gruß

watergolf

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#11

Hey Zoelomat,

wow. Ich danke dir! :smile: Ich habs verstanden. Ich bin immer von Wasserstoffbrücken ausgegangen, und hab ganz vergessen, dass die bit in Genetik, auch nach ja-nein-Entscheidungen gehen quasi (also 0 und 1, also 2 Möglichkeiten). Also ich weiß jetzt was du meinst.

Danke sehr, ich fand deinen Beitrag sehr hilfreich. Jetzt versteh ich auch erst die Beispielaufgaben. (Also Genetik war nie so „mein Fach“ sag ich mal, das sind eher Zoologie, Organische Chemie und Ökologie)

Und der Infogehalt von doppel - und einzelsträngiger DNA ist demnach auch gleich.

Dankeschön und beste Grüße,

Astralabius

PS: Ich hoffe ich hab da jetzt nicht so ne große Diskussion losgetreten…

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#12

Hi Astralabius,

wow. Ich danke dir! :smile: Ich habs verstanden. Ich bin immer von
Wasserstoffbrücken ausgegangen, und hab ganz vergessen, dass
die bit in Genetik, auch nach ja-nein-Entscheidungen gehen
quasi (also 0 und 1, also 2 Möglichkeiten). Also ich weiß
jetzt was du meinst.

und ich danke dir!

Nicht nur dafür, dass du eine wohlformulierte Frage gestellt hast (was wahrlich nicht selbstverständlich ist), mit Offenlegung der Denkfehler (dito), sondern vor Allem für die Rückmeldung. Und, du ahnst es, auch die ist keineswegs selbstverständlich.

…(Also Genetik war nie so „mein Fach“ sag ich mal, das sind eher Zoologie, Organische Chemie und Ökologie)

Ist zwar 'ne wilde Mischung, aber auch da findet sich hoffentlich eine okönomische Nische.

Und der Infogehalt von doppel - und einzelsträngiger DNA ist
demnach auch gleich.

PS: Ich hoffe ich hab da jetzt nicht so ne große Diskussion losgetreten…

Das Lostreten von Diskussionen gehört zu WWW, und groß ist sie wirklich nicht. Auch die Experten wissen längst nicht alles, und lesen wohl auch aus Sachinteresse mit.

Mit einer wohlformulieren Frage samt Rückmeldung gehörst zu sozusagen zur Elite der Fragesteller. Vielleicht bald auch zur Runde der Experten?