Die DNA ist aus Nukleotiden aufgebaut. Jedes Nukleotid besteht aus Desoxyribose (eine Pentose mit 5 C-Atomen), Phosphat und einer der vier Basen (Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin).
Nukleinsäure = Polynucleotid
Nukleotide bestehen aus:
Stickstoffbase (Purin oder Pyrimidin)
Monosacchatid (Ribose oder Desoxyribose)
Phosphat
=> Desoxyribonukleinsäure / Ribonukleinsäure
Der Rückgrat der DNA besteht aus Desoxyribosemolekülen und Phosphatgruppen, die abwechselnd angeordnet sind. Die Basen sind am C1- Atom angebunden. Die Phosphate verknüpfen das C3 -Atom der einen Desoxyribose mit dem C5-Atom der nächsten Desoxyribose.
Die DNA endet am 3`-Ende mit einer Hydroxygruppe (-OH), am 5`-Ende mit einem Phosphat.
Das Mengenverhältnis von Adenin und Thymin und das von Guanin zu Cytosin ist immer 1:1 (Bsp.: DNA hat einen Anteil von 14% Thymin, und somit auch einen Anteil von 14% Adenin)
Purin = Pyrimidin
Adenin = Thymin
Guanin = Cytosin
Die einzelnen Grundbausteine der DNA sind zu 2 langen Strängen/DNA-Einzelstrang gebunden, die antiparallel verlaufen.
Am 5`-Ende bindet die Phosphatgruppe
Am 3`-Ende befindet sich eine OH-Gruppe
=> Enden sind antiparallel zueinander
3`C-Atom= Phosphodiester-Bindung
5`C-Atom= 2` Desoxyribose
Beide Stränge sind an den Basen über Wasserstoffbrücken miteinander zu einer Doppelhelix (mehrfach in sich gedreht) verknüpft.
Immer spezifische Basenpaarung
Adenin und Thymin unter Ausbildung von 2 Wasserstoffbrücken Basenpartner Cytosin und Guanin unter Ausbildung von 3 Wasserstoffbrücken Basenpartner.
Basensequenz des einzelne Stränge legt die Basensequenz des anderen fest.
Große Variationsbreite bezüglich der Basenfolge -> Träger der Erbinformation.
Durch das Messelson Stahl Experiment wurde die semikonservative Replikation als Replikationsvorgang nachweisen -> Verdoppelung der DNA im Zuge der Meiose und Mitose; alle Genanschnitte werden verdoppelt -> es kann zu Mutationen kommen (Replikationsfehler)
Das entscheidende Experiment zur Erklärung des Mechanismus zur DNA-Replikation wurde 1958 von Messelson und Stahl durchgeführt. Sie kultivierten Bakterien in einem Medium, das als einzige Stickstoffquelle Ammoniumchlorid mit dem schweren, nicht radioaktiven 15N-Isotop enthielt. Dieser Stickstoff wurde in die DNA eingebaut. Die Wissenschaftler übertrugen dann die Bakterien in ein anderes Medium mit dem üblichen, leichteren 14N-Isotop. Dadurch sollte jede in den Bakterien neu synthetisierte DNA leichter sein, als die “alte” 15N-DNA.
1. Topoisomerase entspiralisiert den DNA-Doppelstrang; Zucker-Phosphat-Gruppe wird aufgelöst -> nach der Helikase
2. Die die Replikation beginnt an der einer spezifischen Stelle mit der Abspaltung der Wasserstoffbrückenbindungen durch die Helikase und somit der Trennung des doppelstrangs in 2 Einzelstränge -> es entsteht eine sogenannte Replikationsgabel
3. SSS (Einzelstrang-bindende Proteine) binden an Einzelstränge und verhindern da Wiederbinden der Basen
4. Primase stellt den RNA Primer her/Synthese RNA Primer -> fertige RNA Bausteine welche ohne weitere Hilfe eines Enzyms an ein Stück des Einzelstrangs binden können; diese stellen somit eine Bindungsstelle für die DNA-Polymerase III dar.
5. Polymerase arbeitet in die Richtung der 5`-3` Richtung und kann somit den Leitstrang herstellen -> Polymerase bindet an Primer und knüpft stück für Stück in 5`-3` Richtung komplementäre Nukleotide an den Einzelstang an und verbindet diese
Arbeitsrichtung 5`-3`!!!
DNA Polymerase III fügt kontinuierlich das passende Nukleotid an den leitstrang an (Laufrichtung 3`-5` Strang)
6. um einen neuen einzelstrang herstellen zu können bindet die Primase vor jedes Okazaki Fragment einen RNA Primer
Die DNA Polymerase III fügt die Okazaki Fragmente in 5`-3` hinter die RNA Primer (Arbeitsrichtung 3`-5` Richtung)
7 die Ligase verbindet die RNA Primer und die Okazaki Fragmente diskontinuierlich zu einem durchgehenden Folgestrang
8 RNA Primer wird von der RNase abgebaut und von der DNA Polymerase I durch den DNA Nukleotide ersetzt -> Polymerase entfernt Primer
Für die gesamte Replikation werden Nukleotide benötigt (liefern Energie für die Replikation)
unter Abspaltung von Diphosphat wird genug Energie frei, um Nukleotide einzubauen und zu verknüpfen
Last changed8 months ago
