DNA-Replikation Flashcards
Die DNA-Replikation ist semikonservativ.
Was heißt das für den Tochterstrang?
Jeder Tochterstrang enthält einen Elternstrang und einen neu synthetisierten Strang.
Was braucht man für eine PCR?
1) Einen bereits vorhandenen Strang (das Templat)
2) Eine Maschine, die die Sequenz des Templats erkennt und komplementär dazu
einen neuen DNA Strang synthetisiert (die DNA-Polymerase)
3) Eine kurzes, komplementäres DNA-Stück (den Primer) als Startpunkt
In welche Richtung fließt bei einer Gelelktrophorese die DNA-Probe?
Von Kathode (-) zur Anode (+).
Wie nennt man die definierten Bereiche, an denen die Replikation startet?
ori, origin of replication
Was macht die Helikase?
ATP-abhängige Trennung und Rotation (10.000 rpm, hier nicht gezeigt) der DNA Stränge !
Was entsteht durch die Helikase?
Eine Replikationsgabel mit zwei DNA-Strängen in entgegengesetzter Richtung.
Wer synthetisiert den RNA-Primer für die DNA-Replikation?
Primase (RNA-Polymerase) stellt RNA-Primer her.
Haben Prokaryoten auch das Enzym Primase?
Primase ist bei Prokaryoten ein eigenes Enzym (DnaG).
Ist Primase bei Eukayoten ein eigenes Gen?
Bei Eukaryoten ist die Primase eine Untereinheit der DNA-Polymerase alpha.
Was macht die DNA-Polymerase, nachdem der Primer gebunden hat?
DNA-Polymerase verlängert den Primer mit DNA.
Was ist die Herausforderung bei der DNA-Replikation?
DNA kann nur vom 5‘ -> 3‘ Ende mit einem Primer repliziert werden!
DNA-Polymerase III folgt Helikase entlang des Leading strand (3‘->5‘)
Replikation am Leitstrang erfolgt kontinuierlich.
Was für eine Nucleinsäure ist der Primer in vivo?
Was verwendet man in vitro?
In vivo ist Primer immer RNA.
In vitro verwendet man meistens DNA.
Wie ist die DNA-Polymerase aufgebaut?
-> Wieviele katalytische Untereinheiten?
- Multiuntereinheitenprotein (17 Polypeptide)
- 2 katalytisch aktive UE
Was macht die DNA-Polymerase III?
-> Geschwindigkeit?
- Verknüpft ca 1000 Nukleotide/sec (Strang wächst in 5’→3’ Richtung).
- Kann 3’→5’ Korrektur zu lesen und falsch eingebaute Nukleotide ersetzen.
Was ist das Problem der DNA-Replikation am lagging-strand?
Was heißt das für die Replikation am Lagging-Strand?
- Repliktion am lagging strand wird auch durch Primer initiiert, aber Bereiche für Primeranlagerung werden erst nach und nach freigegeben.
- DNA-Replikation geschieht mit der gleichen DNA-Polymerase wie für den leading- strand.
-> Lagging Strand kann nur diskontinuierlich repliziert werden.
Was sind Okazaki-Fragmente?
-> Wie groß sind sie in Prokaryoten?
-> Und in Eukaryoten?
- Während der DNA-Replikation entstehenden kurze Abschnitte des Folgestrangs aus DNA.
- Bei Prokaryoten ist ein solches Fragment 1000 bis 2000 Nukleotide lang.
- Bei Eukaryoten 100 bis 200.
Wie wird der einzelsträngige Part des Lagging strands stabilisiert?
Durch Anlagerung von ssb-Proteinen (single strand binding proteins) stabilisiert.
Es befinden sich mehrere DNA-Polymerasen auf einen DNA Strang.
In welche Richtung bewegen sie sich? Und warum?
Gemeinsam, in die gleiche Richtung bewegen, damit sie der Helikase folgen können und die Replikation schnellstmöglich durchgeführt werden kann
Wie muss der Lagging Strand gelegt werden für die DNA-Polymerase?
-> Was ist dadurch möglich?
Schleifenbildung des Folgestrangs ermöglicht die simultane Synthese beider Stränge.
Ändert sich beim Lagging Strand durch Schleifenbildung die Richtung?
Durch Sleifenbildung erfolgt lokal eine Umkehr der physikalischen Richtung des
Folgestrangs, die makroskopische Richtung beider Stränge bleibt dabei erhalten.
Was passiert wenn die DNA-Polymerase III einen Primer erreicht?
-> Was macht die DNA-Polymerase I?
- DNA wird von DNA- Polymerase III freigegeben.
- DNA-Polymerase I entfernt RNA Primer und füllt Lücken zwischen Okazaki–Fragmenten auf
Welche Aufgabe hat die Ligase?
Verbindet DNA-Stücke.
Wie läuft die DNA Replikation ab? (7 Schritte)
An der Replikationsgabel befinden sich Topoisomerasen.
Was machen die?
Entwindung von DNA
Was macht die Topoisomerase 1?
Topoisomerase I: spaltet einen DNA-Strang, macht eine Entwindung und ligiert (ATP-unabhängig).
Welchen anderen Namen hat Topoisomerase 2?
Gyrase
Was macht die Topoisomerase 2?
Topoisomerase II (Gyrase): spaltet den DNA-Doppelstrang, entwindet und ligiert (ATP-abhängig).
DNA-Polymerasen können Fehler erkennen und beheben.
-> Was ist ihre Fehlerquote?
-> Am welchen Ende findet das Korrekturlesen statt?
- Fehlerquote: ungefähr 10^-10
- am 3’-Ende, dort ist eine Endonuclease aktiv
