Halbm. VL

Question 1

Die Grundeinheiten der DNA: Aufbau, Nomenklatur

Answer 1

Aufbau:
RECHTSläufigeDoppelhelix, Phosphat-Zucker-Rückgrat,
außen hydrophilic, innen Hydrophob,
Einzelstränge sind polar
Stränge antiparallel 5’-3’/3’-5’, (5’-Phosphatende; 3’-OH-Ende
Basen über H-Br.B. gebunden A=T, C=-G

Nukleosid: Desoxyribose + Base
Nukleotid: Phosphatrest+Desoxyribose+Base

Question 2

DNA ist in Grenzen flexibel (Freiheitsgrade von Basen)

Answer 2

flexibel sind:

• chem. Bindungen des Fünferrings der Desoxyribose
• Che. B. zw. Desoxy. u. Phosphatkette
• Glykosidische Bindungen zu den Purinen/Pyrimidinen

in 3 Parametern/ Freiheitsgraden:

roll (vertikal)
twist (horizontal)
slide (horizontal)

Question 3

DNA ist in Grenzen flexibel (Freiheitsgrade von Basen)

Answer 3

flexibel sind:

• chem. Bindungen des Fünferrings der Desoxyribose
• Che. B. zw. Desoxy. u. Phosphatkette
• Glykosidische Bindungen zu den Purinen/Pyrimidinen

Propellertwist

in 3 Parametern/ Freiheitsgraden:

roll
twist
slide

Question 4

Aufbau der Doppelhelix, Helixtypen

Answer 4

• Stacking interactions
• flexibel
• 3 Parameter für Bewegung (roll, twist, slide)
• “Propellertwist” erlaubt startete Hydrophobie ww (also bei den Basen; v.d.W. Kräfte)

Helixtypen:
A-HELIX:
bei Dehydratisierung - die Major groove verschwindet!
Abstände anders, Torsion anders, Struktur anders. kein Major groove = kein Ablesen

B-Form:
Normale Form, flexibel, ablesen möglich
10,4 - 10,5 Basenpaare pro Helixwindung

Z-Form:
Linksläufig!!
entsteht in Lösungen mit
hohem Salzgehalt, hohem GC-Gehalt

Question 5

wie schmilzt DNA? Schmelzkurve, Tm

Answer 5

DNA schmilzt durch Erhitzen oder bei alkalischen Bedingungen

Schmelzkurve:
mit zunehmender T immer mehr Einzelstrangabschnitte - bp trennen sich, es entstehen Blasen

Kurve: die rel. Absorption bei wl 260 nm erhöht sich immer mehr, je mehr Einzelstrang vorliegt - man kann also mit der Absorption messen, wie viel DNA als einzel/Dopp.strang vorliegt

Schmelztemperatur Tm: bei halbmaximaler Absorption der Einzelstrang-DNA = ca. 84-86˚C

• Schmelzverhalten direkt abh. von Menge an GC- Paaren, da stärkere Bindung = je mehr molarer Anteil CG desto höher Tm

Question 6

1) was ist supercoiling? Was ist die Linking number?

Answer 6

Supercoiling: die verdrillung einer DNA-Doppelhelix, meist in zirkulären DNA, kann auch in linearere vorkommen, wenn beide Enden befestigt sind.
Die Linking Number ist die Anzahl an Windungen des DNA-Stranges, die durch Aufziehen des Supercoils nicht herausnehmbar sind. = Anz. Helixwindungen
[Lk = (Anz. Bp)/10,5] ; [Lk = Wr + Tw]

Question 7

Wann tritt supercoiling auf ?

Answer 7

bei allen Prozessen, wo Polymerasen beteiligt sind. Also bei DNA Transkription und ~Replikation

Question 8

Eigenschaften von Topoisomerasen

Answer 8

Topoisomerasen = Enzyme, die die Topologie der DNA verändern

Typ IA:
- schneidet 1 Einzelstrang, führt den Anderen durch die Lücke
→ verändert so in Einzelschritten die Linking number Lk – vergrößert Lk

Typ IB:
- schneidet 1 Einzelstrang, rotiert herum u. fügt Strang wieder zusammen.
→ relaxiert (+) und (-) Supercoils

{{{IA und IB schneiden nur 1 Einzelstrang, ohne ATP-Verbrauch }}}

Typ II:
-schneiden gesamten Doppelstrang, führt anderen DStrang durch die Lücke
- bestehen aus mehreren UE
→ verändern Lk in Zweierschritten

→ Verbrauchen ATP!!!
→ Ein Enzym, was AKTIV (-) SUPERHELIKALITÄT EINGÜHREN KANN! Nur bei Bakterien (Gyrase)

Question 9

Einige wichtige Genomgrößen:
Mensch
E.coli
Hefe
Maus
Drosophila
Arabidopsis
C.elegans

Answer 9

Mensch 3,300 Mb
E.coli 4,6 Mb
Hefe 12 Mb
Maus 2,500 Mb
Drosophila 180 Mb
Arabidopsis 125 Mb
C.elegans 97 Mb

Question 10

Das menschliche Genom (und die meisten eukaryotischen Genome) besteht nur zu einem kleineren Teil aus Genen

Answer 10

nur ca. 36-40% des Genoss sind Gene und gene related sequences.

Question 11

Ein Großteil der nicht-genischen Bereiche entfällt auf repetitive Sequenzen (welche?)

Answer 11

Repetitive DNA:

• minisatelliten DNA
• Microsatelliten DNA
• Transposons
• LINES, SINES, u. a. Retroelemente (siehe VL Transposons)
• Gene mit vielen Kopien
• Hochrepetitive DNA = Satelliten-DNA, hat > 106 Kopien/Genom

Question 12

Das Genom von E.coli ist strukturiert - wie?

Answer 12

DNA liegt als viele Supercoils = Schlaufen vor, die an einen Proteinkern befestigt sind. (können auch nicht als Coil superspiralisiert vorliegen)