bio Fragenkatalog C

Beginn:

• Replikationsursprung (Ori): A/T reiche Sequenz (weniger H Brücken -> günstiger für Helikase (weniger ATP verbrauch)

• Initiationsproteine: erkennen und binden Ori-Sequenz (1/30.000-300.000 Bp und mind. 1/Chromosom)

• Helikase: entwindet DNA Doppelstrang

• Einzelstrang DNA wird durch spezielle Proteine stabilisiert (rosa)

• -> Replikationsauge

• DNA-Polymerase III synthetisiert dNTPs

Topoisomerase (I und II)

Helikase

Primase

DNA-Polymerase (I und III)

Ligase

(Telomerase, Exonuklease)

DNA-Topoisomerase I:

• entfernt/entwindet Torsionsspannungen (ohne ATP)

• Durchtrennt einen Strang (Endonuklease)

• Führt anderen Strang durch Lücke

• Schließt Strang wieder

DNA-Topoisomerase II:

• entfernt/ führt negative Supercoils (Knoten) in DNA ein (mit ATP) -> Platzsparend

• Durchtrennt beide Stränge (Endonuklease)

• Führt anderen DNA-Strang hindurch

• Verknüpft Stränge wieder

Kurze, diskontinuierliche DNA-Fragmente am Folgestrang

Leitstrang (schneller, kontinuierlich)

1. Primase: RNA-Primer (komplementär zur DNA) am freien 3´ OH

2. DNA Pol. III: kontinuierliche DNA Synthese

3. DNA Pol. I: Abbau Primer, Auffüllen der Lücke (am 3´ Ende)

4. Ligase: Verknüpfen der DNA Fragmente (Nukleotide miteinander)

Folgestrang (langsamer, diskontinuierlich)

1. Primase 1. Primase 1. Primase

2. DNA Pol. III 2. DNA Pol. III 2. DNA Pol. III (DNA Synthese)

3. DNA Pol. I: Abbau der Primer, Auffüllen der Lücken

4. Ligase: Verknüpfung der Okazaki-Fragmente

I:

• Füllt Lücken im Folgestrang

• Entfernt RNA-Primer (im Folgestrang) (5´- 3´ Exonuklease) -> mit DNA Nukleotiden ersetzt

• Syntheserate: 10 B/s

  -> mehr benötigt, da langsamer

• 3´- 5´ Exonuklease (Proofreading) (Fehlerkorrektur am 3´ Ende des in 5´ Richtung wachsenden Strangs)

III:

• Synthese von Leit- und Folgestrang

• Syntheserate: 1000 B/s

• 3´- 5´ Exonuklease (Proofreading) (Fehlerkorrektur am 3´ Ende des in 5´ Richtung wachsenden Strangs)

• normalerweise gibt es verschiedene spezialisierte Polymerasen -> müsste Eigenschaften vereinen

  -> Müsste sehr effizient und schnell arbeiten (nicht zb 10 B/s) -> 1000 B/s

  -> Müsste Exonuklease 3´- 5´ (proofreading) Funktion besitzen

  -> Müsste eigenschaft der Pol. I übernehmen (5´- 3´ Exonuklease um RNA-Primer im Folgestrang abzubauen und zu ersetzen)

Deutlich mehr!

Da die DNA-Polymerase I deutlich langsamer synthetisiert als die III (10 B/s vs. 1000 B/s) wird von dieser mehr benötigt

• Enzym (RNA Protein Komplex)

• Gleichen Verkürzung (bei jeder Zellteilung) der Chromosom (bzw. DNA) Enden (Telomere) aus

• verlängern DNA am 3´ Ende des Leitstrangs (5´- 3´)

  -> bringen RNA-Primer mit (AACC: repetitive Einheit)

  -> komplimentäre DNA wird synthetisiert (Primase, Polymerase, Ligase)

  -> längeres Telomer mit 3´ Überhang (des Templatstrangs)

  -> kleinere Lücke

  
  

• Bei fertigen Zellen nicht mehr vorhanden, da sonst zu viel Zellteilung -> Ausdifferenziert (teilen sich nicht mehr) -> Zellalterung

• In Stammzellen (Rückenmark, Blut) -> fortlaufende Erneuerung

• Wenn bei Eukaryoten nicht vorhanden -> Problem

  -> offenes Chromosom Ende: Lücke (da wo vorher der Primer am Leitstrang war)

  -> Telomer (Chromosom Ende) würde immer kürzer werden und immer mehr Nukleotide verlieren (vergrößerung der Lücke)

  -> Tochtermoleküle würden immer kürzer werden

  -> Zelle kann sich irgendwann nicht mehr teilen

• Auftrennung der Wsserstoffbrücken zwischen den Bp (erfordert Energie: ATP Hydrolyse)

• Wandern der Replikationsgabel erfordert Rotation um 360* alle 10 Bp

DNA-Topoisomerase I:

• entfernt/entwindet Torsionsspannungen (ohne ATP)

• Durchtrennt einen Strang vorübergehend (Endonuklease)

• Führt anderen Strang durch Lücke

• Schließt Strang wieder

DNA-Topoisomerase II:

• entfernt/ führt negative Supercoils (Knoten) in DNA ein (mit ATP) -> Platzsparend

• Durchtrennt beide Stränge (Endonuklease)

• Führt anderen DNA-Strang hindurch

• Verknüpft Stränge wieder

• synthetisiert RNA-Primer (kurzes RNA Stück) -> Startstelle für Polymerase

• katalysieren DNA-Synthese

• Benötigen DNA-Einzelstrang als Templat, sowie ein freies 3´OH (des Templats)

• Syntheserichtung: 5´ - 3´

• neu eingebautes dNTP (desoxy Nukleintriphosphat: energiereich) wird auf Komplementarität geprüft

• -> Phosphordiesterbindung (zw. Phosphat und Desoxyribose 5´C) -> 2 Phosphatgruppen (Pyrophosphat) werden abgespalten

• Korrekturlesen: falsch eingebaute dNTPs werden durch 3´- 5´ Exonukleaseaktivität während Synthese entfernt (Proofreading)