AMBOSS: Replikation und Reparaturmechanismen der DNA Flashcards
Was versteht man unter DNA-Replikation und welche Prinzipien liegen ihr zugrunde?
Verdopplung des Chromosomensatzes einer Zelle. Für jedes Chromosom wird dabei ein identischer DNA-Doppelstrang synthetisiert.
Die DNA-Replikation verläuft semi-konservativ, d.h. der Doppelstrang wird in zwei Einzelstränge aufgetrennt und jeder Einzelstrang dient als Matrize.
Der entstandene Strang besteht also aus einem alten sog. Elternstrang und einem neuen sog. Tochterstrang.
Zusätzlich verläuft die Replikation an Leit- und Folgestrang bidirektional jeweils in 5’→3’-Richtung.
In welche Phasen kann die Replikation untergliedert werden?
- Initiation,
- Elongation (= Synthesephase)
- Termination
An welcher Stelle im Genom beginnt die Replikation?
Am sog. Replikationsursprung – dem „ori“ (Origin of Replication)
Welche Aufgabe hat das Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) während der DNA-Replikation?
Ist eine Untereinheit der DNA-Polymerase.
Sie umgibt den DNA-Doppelstrang ringförmig und verankert die Polymerase so auf der DNA, was den Vervielfältigungsprozess beschleunigt.
Welches Enzym katalysiert bei der DNA-Replikation die Auftrennung des DNA-Doppelstrangs?
Die Helikase bindet am ori
und beginnt mit der ATP-abhängigen Aufspaltung der H-Brücken
Was ist der Unterschied zwischen Topoisomerase I und II?
Die Topoisomerase I spaltet ATP-unabhängig einen DNA-Strang,
die Topoisomerase II spaltet hingegen ATP-abhängig vorübergehend beide DNA-Stränge.
Letztere wird bei größeren strukturellen Veränderungen aktiv.
Was sind Okazaki-Fragmente?
Da beide DNA-Stränge gleichzeitig repliziert werden
und die Replikationsgabel nur in eine Richtung wandert,
muss der eine DNA-Strang diskontinuierlich repliziert werden.
Es entstehen einzelne, unzusammenhängende Fragmente (sog. Okazaki-Fragmente),
die später durch eine Ligase verbunden werden.
Wie werden die bei Abschluss der DNA-Replikation fehlenden Esterbindungen im DNA-Rückgrat gebildet?
Die Ligase überträgt einen AMP-Rest auf das 5’-Phosphatende von einem der zu verbindenden DNA-Stränge.
Durch Abspaltung von AMP wird die Energie zur Verbindung des 5’-Phosphatendes mit dem 3’OH-Ende zur Verfügung gestellt und somit eine Esterbindung gebildet.
Was sind Telomere?
nicht-codierende DNA-Abschnitte von einigen 1.000 Basenpaaren am Ende von Chromosomen.
Sie verhindern, dass bei der Entfernung des Primers am Tochterstrang (5’-Ende) die für Strukturgene codierenden Abschnitte gekürzt werden und dadurch verloren gehen.
Welche Funktion hat die Telomerase?
Ist eine spezielle DNA-Polymerase,
die eine kurze RNA gebunden hat.
Diese RNA ist komplementär zur Telomersequenz und dient als Matrize bei deren Verlängerung nach der Replikation.
Sie ist also eine reverse Transkriptase,
da sie DNA anhand einer RNA-Vorlage synthetisiert.
Wie kann UV-Strahlung zu Schäden in der DNA-Sequenz führen?
kann zur Bildung von Dimeren zwischen zwei benachbarten Pyrimidinbasen führen
Häufig sind hiervon Thymine betroffen, zwischen denen sich ein Cyclobutanring bildet
Was passiert bei der oxidativen Desaminierung von Basen der DNA? Nenne Beispiele!
Stellt eine endogene Ursache für DNA-Sequenzfehler dar.
Bspw. führt die Desaminierung von Cytosin zu Uracil (durch Nitrit) zur falschen Basenpaarung
Welche Aufgabe übernimmt die DNA-Glykosylase bei der Basenexzisionsreparatur?
Erkennt und entfernt bei der Basenexzisionsreparatur durch Desaminierung oder Oxidierung fehlerhaft gewordene oder „beschädigte“ Basen,
woraufhin im Folgenden weitere Enzyme das verbliebene Desoxyribosephosphat entfernen
und die Lücke mit der korrekten Base wieder verschließen.
Welcher Reparaturmechanismus setzt bei Pyrimidindimeren ein?
Werden durch Nukleotidexzision repariert
(wie andere die Raumstruktur verändernde DNA-Schäden auch)
d.h. es werden mehrere Nukleotide herausgeschnitten und ersetzt.
