DNA

• Träger der Erbinformation —> Bauplan der Lebewesen

• beeinflusst Aussehen (Phänotyp), Stoffwechsel im Körper

• Kennzeichen aller Lebewesen

• Eukaryoten: in Form von Chromosomen (bzw. Chromatinfäden) im Zellkern

• Prokaryoten: frei im Cytoplasma

• Makromolekül (Desoxyribonukleinsäure)

  • Grundbausteine: Nukleotide

  —> Phosphatgruppe

  —> Zucker (Desoxyribose)

  —> stickstoffhaltige Base

immer in gleicher Anzahl wie Zuckermoleküle

—> immer mit Phosphatgruppe verbunden

“Desoxy” —> ohne Sauerstoff, am C2 fehlt ein O

Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin

Thymin: einzigartig für DNA

• n-glykosidische Verbindung: am C1 des Zuckers bindet sich die Aminogruppe der Base

• Benennung: Base + osin

• Esterbindung: am C5 des Zuckers bindet sich die Phosphatgruppe

Polynukleotide

• DNA-Strang kann nur am 3’- zu 5’-Ende weiter wachsen

  —> an Hydroxygruppe kann weitere Phosphatgruppe verbinden

• Basen über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verknüpft

bei Eukaryoten kommen A/T bzw. G/C in gleicher Häufigkeit vor

zws. Purinen und Pyrimidinen:

• Adenin und Thymin

• Guanin und Cytosin

• Einzelstränge gegenläufig angeordnet

• Bindungen: 5’ zu 3’ und 3’ zu 5’

• Doppelhelix

  • zws. Basen zwischenmolekulare Wechselwirkungen (z.B. Wasserstoffbrückenbindungen)

  • 2 Stränge binden und winden sich durch Basen

• Neubildung beider Stränge

• Ausgangsform bilden Matrize, bleibt in Grundform aber erhalten

• jeder Elternstrang dient als Matritze für neuen Strang

• Tochterstrang besteht aus einem neuen und einem Elternstrang

• Replikation bei DNA weil:

  • 1 DNA-Strang dient als Matrize (Vorlage), bleibt unverändert

  • anderer Strang durch Anlagerung komplementärer Basen gebildet

• jeder neue DNA-Strang besteht aus Bruchstücken aus neu-synthetisierten DNA-Stücken

• Polymerase macht Korrekturlesen für jedes neu eingebaute Nukleotid

• Vorlage ist vorhandener Strang

• falsch gepaartes Nukleotid: fehlerhaftes Nukleotid wird entfernt und durch richtiges ersetzt

• schadhaft/falsch platzierte Nukleotid-Basen werden von spezifischen Enzymen erkannt und entfernt

• Lücke wird mithilfe einer Polymerase aufgefüllt

  • durch Ligase mit restlicher wieder verbunden

• Schadstellen enthaltene größeres DNA-Stück wird von Nukleasen herausgeschnitten und entfernt

• Lücke wird mithilfe einer Polymerase aufgefüllt

  • durch Ligase mit restlicher wieder verbunden

• ähnlich wie DNA-Replikation

• Ziel: Vervielfältigung eines Abschnitts der DNA

• in Reaktionsgefäß: DNA, Primer, Desoxynukleosid-Triphosphate (Nukleotidbausteine), hitzebeständige Polymerase (Taq-Polymerase)

• Termocycler (Gerät)

1. Denaturierung

2. Hybridisierung

3. Polymerisierend/Amplifikation

• bei ca. 94°C

• Lösen der Wasserstoffbrückenbindungen —> 2 DNA-Einzelstränge

• bei ca. 60°C

• 2 DNA-Primer binden jeweils an einen DNA-Strang

• bei ca. 72°C

• Taq-Polymerase synthetisiert neue Stränge in 5’ zu 3’ Richtung ausgehend von den Primern

—> alle Schritte werden mehrmals wiederholt —> exponentielle Vervielfältigung