Molekulare Genetik Flashcards
Was sind DNA-Polymerasen?
Wie katalysieren sie der Synthese von DNA?
DNA-Polymerasen sind Enzyme
Durch die miteinander Verbindung von monomeren Nucleotide zu langen Polynucleotiden.
Nenne Sie das zentrale Dogma der Molekularbiologie
In allen lebenden Zellen fließt die genetische Information von der DNA zur RNA (Transkription) und von der RNA zum Protein (Translation).
Warum werden Sie oft als DNA-abhängiger DNA-Polymerase genannt?
weil die Vorlage eine DNA-Sequenz ist
Was passiert bei der DNA-Polymerasereaktion?
Bei der DNA-Polymerasereaktion handelt es sich um einen nukleophilen Angriff des Sauerstoffatoms der freien OH-Gruppe der DNA am α-Phosphor-Atom des einzubauenden Nucleotid.
Deshalb benötigen alle DNA-Polymerasen ein freies 3´-OH-Ende eines Nucleotides als Startpunkt und eine Matrize (Vorlage), zu der sie die komplementäre Sequenz synthetisieren.
Was benötigen alle DNA-Polymerasen als Startpunkt und Vorlage?
Warum?
Ein freies 3´-OH-Ende eines Nucleotides als Startpunkt und eine Matrize (Vorlage),
, weil sie zu der die komplementäre Sequenz synthetisieren
Bei einer von ca. 104 - 105 Reaktionen wird…..
Ein falsches Nukleotid eingebaut.
Wie sorgen DNA-Polymerasen fur Erhohung der Genauigkeit?
Geben Beispiel
Wofur sorgt sie?
Sie sorgt dafur, indem einige DNA-Polymerasen uber weitere Enzymaktivitäten verfügen, wie z. B. eine 3´-5´-Exonucleaseaktivität, die für eine Korrekturlesefunktion (proof reading) sorgt.
Welche DNA Polymerase ist in Bakterien für die Replikation zuständig?
In Bakterien ist die Polymerase III für die Replikation zuständig.
Wie viele DNA Polymerasen befindet sich in Säugetieren?
Was ist die Funktion die Polymerase δ und ε?
Nennen Sie die anderen
Fünf DNA-Polymerasen.
δ: Synthese bei der Replikation den Folgestrang
ε fur den Leitstrang.
Nukleinsäuren sind Makromoleküle
Richtig/Falsch
Woraus besteht sie?
Nukleinsäuren sind Makromoleküle, die aus kleineren Bausteinen bestehen, den Nukleotiden.
Woraus besteht ein Nukleotid. Daraus erklaren Sie die Unterscheid von
Nukleosid.
Ein Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, einem C5-Zucker (Pentose) und
einer Phosphatgruppe.
Nukleosid ist die Kombination aus einer Base und einem Zucker; keine Phosphatgruppe.
Welche Basen unterscheidet man und wie sind sie strukturiert?
Pyrimidin- und Purinbasen
Pyrimidinbasen bestehen aus einem
einzigen Ring, Purinbasen aus einem Doppelring.
Wie verbinden die Pyrimidinbasen und Purinbasen?
Uber Wasserstoffbruckenbindung
Welche Basen sind in der DNA und RNA zu finden und wie unterscheiden sie sich?
In der DNA
Die Purinbasen Adenin und Guanin
Die Pyrimidinbasen
Cytosin und Thymin.
In der RNA ist Thymin durch die Pyrimidinbase Uracil ersetzt.
Die Reihenfolge der Basen in der Nukleinsäure codiert….
Die
Reihenfolge der Basen in der Nukleinsäure codiert die Reihenfolge der Aminosäuren
in einem Protein.
Was ist der Unterschied zwischen Ribose und 2’-Desoxyribose?
Bei der 2-
Desoxyribose ist die OH-Gruppe am zweiten C-Atom durch ein H-Atom ersetzt
Unterscheid zwischen DNA und RNA
Gemeinsamkeiten (je mindestens 3)
Vergleichen mit Noten
Wer entschlüsselte die Struktur der DNA und wann?
1953
die Molekularbiologen James Watson und Francis Crick
Wie ist die Struktur der DNA aufgebaut?
Die DNA ist in der Regel doppelsträngig, wobei die Purinbasen eines
Stranges über Wasserstoffbrücken mit den Pyrimidinbasen des anderen Stranges
verbunden sind und umgekehrt.
Wodurch erhalten die DNA Strange die Doppelhelix
Wie ordnen sich die DNA-Einzelstränge zueinander
Durch die Wasserstoffbrücken erhalten die DNA-Stränge eine bestimmte räumliche
Struktur, die Doppelhelix.
Beide DNA-Einzelstränge ordnen komplementär zueinander durch die festgelegte Basenpaarung (ChargaffRegeln)
Welche Base paaren zusammen?
Daraus begrunden Sie welche sind stabiler
Adenin paart
mit Thymin durch 2 Wasserstoffbrückenbindungen
Guanin mit Cytosin durch 3
Wasserstoffbrückenbindungen.
Guanin mit Cytosin, weil sie 3 H-Bindung hat
Wie sind die einzelnen Nukleotide verknüpft?
Die einzelnen Nukleotide sind durch Phosphodiesterbindungen zwischen dem 3´und 5´C Atom der benachbarten Pentosen miteinander verknüpft.
Das DNA-Molekül besitzt eine Polarität (3´ → 5´, bzw. 5´→ 3´).
Daraus erklaren Sie wie die DNA verlauft
Beide Stränge verlaufen antiparallel
zueinander
das 3´-Ende liegt gegenüber dem 5´-Ende des einen Stranges und umgekehrt.
Welche Struktur der DNA liegen an ausser und inneren Seite
Das negativ geladene, hydrophile Zucker-Phosphat-Rückgrat liegt an der Außenseite,
Die hydrophoben Basen sind ins Innere des Moleküls ausgerichtet
Funktion der Furche
Sie ermöglichen vielfältige Wechselwirkungen mit verschiedenen Proteinen.
Was sind die Funktionen der DNA in einer Zelle?
- Speicherung
- Weitergabe, d. h. präzise Verdopplung der genetischen Information während
der Zellteilung an die Tochterzellen (Replikation) - Vorlage für die Synthese von Proteinen (Transkription, Translation)
Worum handekt sich Chargraff’sche Regeln?
Erwin Chargaff ; 1950
Um eine allgemeine Gesetzmäßigkeit für die Basenzusammensetzung in der DNA aus ganz verschiedenen Lebewesen
Nennen Sie Chargraff’sche Regeln
- Die Basenzusammensetzung der DNA ist von Spezies zu Spezies unterschiedlich
- Die DNA jeder Spezies besteht nur aus den vier „Grundnukleotiden“ dAMP, dCMP, dGMP und dTMP in unterschiedlicher Anordnung
(dAMP für 2´-Desoxyadenosin-5´-monophosphat) - DNA-Proben aus unterschiedlichen Geweben eines Individuums sind gleich
- Die Basenzusammensetzung der DNA einer Spezies ist unabhängig von Alter, Ernährungszustand und Lebensraum
- In allen DNA-Molekülen gilt: A = T und C = G und A + G = T + C
Wofur gilt Chargraff-Regel
- eukaryotische Chromosomen
- bakterielle Chromosomen
- Genome von doppelsträngigen DNA-Viren und Chromosomen bei Archaebakterien
Abkurzung der PCR
Polymerase Chain Reaction
Wozu dient PCR
Sie ist eine Methode zur Vervielfältigung (Amplifikation) von DNA
Grund Mechanismus der PCR
Nicht Schritte!
Sie ist eine temperaturabhängige, zyklisch ablaufende Reaktion, mit der spezifische Nukleinsäuresequenzen schnell und selektiv vervielfältigt werden können.
Was ist die Grundlage der PCR?
Die Abläufe der Replikation.
Beschreiben Sie den Vorgang der PCR
Vergleichen mit Noten
Welche DNA-Polymerase verwendet man fur PCR?
Woraus und Warum?
Die DNA-Polymerase aus dem Bakterium Thermus aquaticus
(Taq-DNA-Polymerase).
Weil sie thermostabil ist/ hat Hitzeschutz
Wievielmal wird dieser dreistufige Prozess oro PCR wiederholt.
Was ist die Produckt jeden Zyklus
Zwischen 30-50-mal wiederholt.
Bei jedem Zyklus wird die Anzahl der DNA-Kopien verdoppelt.
Schauen der PCR Bild!!!
Verstanden? Zeichbar und Erklarbar?
Was fuhrt zur Abwandlung von Crick’sche Dogma und warum?
die Entdeckung von Retroviren (zB HIV) in 1970
Es wird bekannt, dass der Fluss von RNA zur DNA bei dieser Virengruppe durch das Enzym Reverse Transkriptase möglich ist
Was versteht man unter Antiparallelitat der DNA
Die Gegenlaufige Orientierung der beiden Stränge der DNA
Oder Sie sind gegenläufig (antiparallel) angeordnet.
Die eine Zucker-Phosphat-Kette verläuft vom 5′ Ende zum 3′ Ende ( 5′ -> 3′) (Folgestrangs), die andere „Leitstrangs“ vom 3′ Ende zum 5′ Ende (3′ -> 5′).
Wie bestimmen Gene den Phanotyp ein Organism?
Sie bestimmen es, dadurch dass sie die Bildung von Enzymen codiert.
Erklaren Sie den Begriff Genwirkkette
Unter Genketten versteht man alle Gene, die durch die von ihnen produzierten Enzyme eine Synthesekette bilden
Warum wurde ,,die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese” zur “Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese” gewandelt
,weil Enzyme (meistens) Proteine sind, aber nicht alle Proteine sind Enzyme.
War die “Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese” nochmal erweitert?
Zur welche und warum?
Nennen Sie Grunde, falls es gibt
Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese werden zur Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese erweitert
weil viele Proteine bestehen aus mehreren Polypeptidketten und ein Gen enthält die Information für die Synthese eines Polypeptids
Manche Gene codieren für RNA-Moleküle!
Woraus bestehen viele Proteine?
Geben Sie ein Beispiel
Aus mehreren Polypeptidketten
Hämoglobin: Tetramer aus 2 α- und 2 β-Ketten
Tetramer= Makromolekul aus 4 Monomer
Welche Zusammenhang hat das Begriff “Spleißen” mit Gen & Polypeptide?
Bei Eukaryonten können aus einem Gen durch Spleißen (Splicing) mehrere verschiedene Polypeptide entstehen.
Ein Gen fuhrt zu nur eine Produkt?
Richtig oder Falsch
Ein Gen kann zu verschiedenen Genprodukten führen.
Was versteht man unter Genexpression?
Proteinbiosynthese
Welche Schritte umfasst die Proteinbiosynthese und wie viele?
2 bei Prokaryonten
RNA-Transkription
Translation
3 bei Eukaryonten
RNA-Transkription
RNA-Prozessierung
Translation