DNA Topologie und Struktur Flashcards
DNA Struktur und topologie
Was sind die Grundeinheiten der DNA? Welche 4 gibt es? mit Namen
Nukleotide
Purine:
Desoxyadenosinmonophosphat (dAMP)
Desoxyguanosinmonophosphat (dGMP)
Pyrimidine
Desoxycytidinmonophosphat(cAMP)
Desoxythymidinmonophosphat(dTMP)
Aufbau eines Nukleotids?
- Base - einer der fünf Nukleobasen(Adenin, Guanin, Cytosin, Thymian oder Uracil)
- Zucker - Monosaccharid(Einfachzucker) mit 5 C-Atomen, der als Furanosering vorliegenden Pentose, nämlich Ribose oder Dexoxyribose
- Phosphat- ein Rest mit mindestens einer Phosphatgruppe
Nomenklatur Beispiel Base, Nukleosid und Nukleotid
Adenin(nur Base)
2’ Desoxyadenosin( Base und Zucker)
2’-deoxyadenosin 5’-phosphat (Base, Zucker und Phosphat)
Inwiefern ist die DNA flexibel?
- chemische Bindungen im Fünferring der Desoxyribise und die Bindungen zwischen Desoxyribose und Phosphatresten sind beweglich
- glycosidische Bindungen zu den Purin- und Pyrimidinringen sind ebenfalls beweglich
Wozu führt die Flexibilität der DNA?
Bedingt unterschiedliche Möglichkeiten wie Nukleotide und Nukleotidpaare relativ zur Helixachse angeordnet sein können
Z. B. Propeller twists ermöglichen eine stärkere hydrophile Wechselwirkung der nur teilweise überlappenden Bereiche
In welche beiden Konformation der Zucker vorliegen?
Abhängig von c-Atom über Sauerstoffebene->Auswirkung auf Geometrie der Helix durch Entfernung der Phosphate
C3’endo(A-Konformation): Abstand phosphate 5.9. A ; RNA nur C3 da 2’ OH Gruppe mit Base Wechselwirkt
C2’endo(B-Konformation) Abstand Phosphate 5’ und 3’ - > 7 Anstrom
B Form kann durch Dehydratisierung in A Form übergehen
Unterschiede B und A Form der DNA
B: viel größere major groove
10,4-10,5 Basenpaare pro Helixwindung
A: grooves weniger offen sehr schwer zu lesen
11 Basenpaare pro Helixwindung
Aufbau DNA-Helix
-rechtsläufige Helix
-beide DNA-Stränge sind antiparallel anfeordnet
-Zuckerphosphatrückgrat außen; Basen innen
-Basen beider Stränge sind gepaart
=>nach außen hat das Molekül eine stark hydrophile, negative Ladung
=>im Inneren hydrophoben Kern(Basen)
Einzelstrang polar aufgebaut und besitzt ein 5` Phosphat und ein 3’OH Ende
Welche Kräfte halten die Helix zusammen?
Zwischen übereinander gestapelten Basenpaare bestehen van der Waals Bindungen und hydrophobe Wechselwirkungen, die neben den Wasserstoffbrücken zur Stabilität der DNA beitragen
DNA Schmelzkurve?
- mit zunehmender Temperatur erhöht sich die Zahl der Einzelstrangabschnitte
- die relative Absorption bei der Wellenlänge 260nm erhöht sich so lange, bis alle DNA einzelsträngig vorliegt
Scgmelztemperatur Tm
Liegt bei der Halbmaximalen Absorption der Einzelstrang-DNA
Was kann man aus DNA-Schmelzkurve lernen?
- Schmelzverhalten der DNA ist eine direkte Folge des Prozentualen Anteils an G-C Basenpaaren, die besser stapeln als AT Basenpaare(und mehr Wasserstoffbrücken haben)
- je größer der molare G-C Anteil desto höher der Schmelzpunkt
Unterschied GC und AT
A-T Basenpaarung mit zwei Wasserstoffbrücken
G-C Basenpaarung mit 3 Wasserstoffbrücken
Was ist supercoiling
- Natürlich vorkommen ringförmige DNA liegt in superhelikaler Form vor
- Superhelikalität entsteht durch die Einführung(bzw. Entfernung) von helikalen windungen
- Verdrillung der DNA wird durch Ausbildung einer Supercoil Struktur ausgeglichen
Was ist die Verknüpfungszahl bzw. Linking number?
- topologische Eigenschaft, die den Grad an Supercoiling bestimmt
- > Lk gibt die Zahl der eingefügten (bzw. Herausgenommenen) windungen an
- bei entspannter DNA Lk=Lk0=Anzahl der Helixwindung en (Tw=Twists)
- ändert sich bei Ausbildung eines Supercoil nicht
- in vivo ist in DNA Ringen die Zahl der helikalen Windungen fast immer niedriger als in entspannten DNA Molekülen
