DNA und Chromosomen

Question 1

Topologie von DNA

Answer 1

-zirkuläre DNA (Plasmide)
-superspiralisierte DNA: supercoiled und relaxed circle

Question 2

Was sind Topoisomere?

Answer 2

Topoisomere unterscheiden sich in der Verwindungszahl L, können durch Schneiden eines oder beider Stränge ineinander überführt werden

Question 3

Was beeinflusst Verwindungszahl L?

Answer 3

In einem gegebenen DNA-Stück ändert sich L nur unter Einfluss von Topoisomerasen
-relaxed circle: L= 26
-unwoundcircle: L= 23
- negative superhelix: L=23 (rechtsgängig)
- gleiche L –> Topologisch identisch, geometrisch verschieden

Question 4

Eigenschaften von superspiralisierter DNA

Answer 4

rechtsgängig: negative Superspiralisierung (W<0)
–> begünstigt Öffnung der Doppelhelix und damit die Transkription
–> Vorbereitung auf Replikation und Transkription
–> Kompaktierung der DNA zur Verpackung, Replikation

Question 5

Topoisomerase I

Answer 5

-Entfernung negativer Superspiralisierung, thermodynamisch begünstigt
-Verwindungszahl L+1
-Spaltung eines DNA-Stranges
-Energie für die Drehung aus Superspiralisierung

Question 6

Topoisomerase II

Answer 6

Einführung negativer Superspiralisierung
ATP-Hydrolyse, ausreichen ATP dann los!
Verwindungszahl L-2
Spaltung beider DNA - Stränge

Question 7

Wie läuft die Topoisomerasen bei der DNA-Superspiralisierung?

Answer 7

1.Spaltung von einem der beiden DNA-Stränge
2. Durchtritt von einem DNA-Strang durch Bruch
3. Wiederverknüpfung des DNA-Stücks

Question 8

Organisation von DNA in Zelle

Answer 8

-Eukaryoten verstauen DNA in Kern
-Chromatin entfaltet–> Abbau der Linker-DNA durch Nukleasen –> Nukleosomen –> Dissoziation durch hohe Salzkonzentration –> Histonoktamer und DNA-Doppelhelix

Question 9

Was macht Nukleosom in Chromosomen?

Answer 9

Nukleosomen packen DNA in kompakte Chromatinfasern

Question 10

Histone

Answer 10

-In Histonoktamer: je*2 Histon
-stark basische Proteine des Zellkerns sind stark konserviert
–> zeigt wichtige Chromatinbildung

Question 11

Histonschwänze

Answer 11

-N-Terminus
-Histon H1 stabilisiert die aufgewickelte DNA durch Histon-Schwänze (Kreuzwechselwirkung)
-posttranslationale Modifikationen –> Steuerung zellulärer Prozesse

Question 12

DNA Modifikation in Histon-Schwänze

Answer 12

Lysine: (De-) acetylierung, (De-) methylierung, Ubiquilierung
Serine: Phosphorylierung

Question 13

Kann DNA selber postsynthetisch (postreplikativ) modifiziert in Zellen sein?

Answer 13

Ja, Methylierung der 5‘-Postion von Cytosin in CG Dinukleotiden (Mechanismus von DNA-Transferasen)