Genetik 2

Doppelhelix:

• rechts herum gedreht

• Zwei gegenläufige Stränge

  • -> antiparallel

  • 3’ gegnüber 5’

• Phosphat-Zucker-Moleküle bilden Rückgrat

  • Phosphodiesterbindung

  • Zucker: Desoxyribose (Pentose, am C2 Atom fehlt OH-Gruppe)

  • 5’ - Phosphatgruppe

  • 3’ - OH-Gruppe an C3

Basen:

• Pyrimidinbasen: Thymin und Cytosin

• Purinbasen: Adenin und Guanin

• Paarung A:T und G:C (Pyrimidbase + Purinbase)

  • -> A:T und C:G in gleichen äquimolaren Mengen

• Verbindung durch Wasserstoffbrücken; A:T = 2 H-Brücken; G:C= 3 H-Brücken

• Über 80°C brechen HH-Brücken und DNA denaturiert

Nukleosid: Base + Zucker

Nukleotid: Base + Zucker + Phosphat (= Nukleosidmonophosphat)

dNTP’s: Desoxyribonukleotide

• DNA ist negativ geladen und von Histonen und Nichthiston-Proteinen umgeben

• DNA + Protein = Chromatin

• DNA-Faden um Histone gewickelt und bildet Nucleosomen

• Histone sind positiv geladen und ermöglichen enge Wicklung

• Histone sind basische Proteine

Def: Replikation ist die identscihe Verdopplung der DNA

• erfolgt semikonservativ

• Synthesercihtung immer von 5’ zu 3’

• Doppelhelix aus altem und neuen Strang entsteht (Mutter und Tochterstrang)

• Während der Interphase (S-Phase)

• Vor jeder Mitose/Meiose

• 3 Schritte

  • Initiationsphase

  • Elongationsphase

  • Terminationsphase

• Polymerase benötigt für Replikation immer DNA-Matrizenstrang, dNTP’s und Primer

• Durch Didesoxynukleotide (ddNTP’s) wird Elongation abgrebrochen

1. Initiation

• Helicase bindet am DNA und entwickelt diese und löst H-Brücken

• Einzelstrangbindungsproteine stabilisieren Einzelstränge und verhindern so neue Verbindung

• Primase bildet RNA-Primer

• Topoisomerase verhindert “Supercoiling”

1. Elongationsphase - Leading Strang

• Anlagerung von freien dNTP’s nur am 3’-Ende, daher nur Syntetisierung in 5’-3’ möglich

• Elongation durch DNA-Polymerase

  • verschiede DNA-Polymerasen

  • ε- und δ-DNA-Polymerase Verlängerung

1. Elongationsphase - Gegenstrang

• ständig neue Primer setzen für Ansatzpunkt für DNA-Polymerase

• Primerbildung durch Primase (RNA-Polymerase), die kurze RNA-Stücke synthetisiert

• -> DNA Polymerase kann so dNTP’s an 3’Ende anfügen

• Strang besteht aus Okazaki-Fragmenten (Einzelstücke) -> sind durch DNA-Ligase verbunden

• Primerabbau erfolgt durch Nuklease: RNA-Primer wird durch dNTP’s ersetzt

1. Terminationsphase

• Helicase wird blockiert und Replikation wird beendet

1. Kontinuierlicher Strang = Leitsrang (leading strand)

   • Syntheserichtung: 5’ -> 3’

   • Einmaliges Priming

2. Diskontinuierlicher Strang = Folgestrang (lagging strand)

   • Bildung von Okazaki-Fragmenten

   • Syntheserichtung: 5’ -> 3’

   • mehrmaliges Primen

• Topoisomerase: Strangbruch -> verhindert super coiling

• Helicase: Entwindung des Doppelstrangs

• Primase: Synthese des RNA-Primers (Startermolekül)

• DNA-Polymerase (nur 5’-3’): Synthese des komplementären Strangs; bei lagging strand auch Primer Verlängerung

• DNA-Ligase: Verknüpfung neuer DNA-Fragmente

Telomere:

• An Enden befinden sich gleichartige Nucleotidsequenzen (repetetive Sequenzen; TTAGGG)

• Wird Primer entfernt, keine Synthese neuer DNA-Stücke

• Durch Nukleasen werden Enden (Telomere) immer kürzer

  • -> führt irgendwann zu Zelltod

  • > Grund für Alterung

Telomerase

• bildet neue Telomere

• nur in Keimzellen, Stammzellen und embryonalen Zellen

Excisionsreperatur:

1. Endonuklease: entfernt defekte Sequenz

2. DNA-Polymerase: ersetzt defektes Stück

3. DNA-Ligase: verbindet neues DNA-Stück mit alten Abschnitt

Unterscheidung zwischen:

• Endonuklease: schneidet mitten in DNA-Strang

• Exonukleasem: bauen DNA von Ende her ab

Exons und Introns:

• Aufbau aus Exons (codierend) und Introns (nicht codierend):

  • 97% sind Introns ca. 3% sind nur codierend

  • Introns werden durch Splicing entfernt

• Prokaryoten und Mitochondrien besitzen keine Introns

• Vor Genen befindet sich ein Promotor

Transkription:

• Bildung hn-RNA

• Durch Prozessierung mRNA

Translation:

• Bildung eines Promotors

RNA:

• einzelsträngig

• in RNA statt Desoxyribose: Ribose

• Statt Thymin: Uracil

RNA-Typen:

• hnRNA: heterogene nukleäre RNA = präRNA; im Kern)

• mRNA (Kern -> Zytoplasma)

• rRNA (Ribosomen)

• t-RNA (Translation)