Molekulargenetik Flashcards
DNA
Desoxyribonukleinsäure ist ein in allen Lebewesen und in bestimmten Virentypen vorkommendes Biomolekürl und Träger der Erbinformationen, also der Gene
Aufbau der DNA
Bausteine sind dei Nucleotide, sie bestehen aus jeweils:
- einer Base (adenin, Thymin, Guanin, Cytosin)
- einem Zucker (Desoxyribose)
- einem sauren Phosphatrest
- > viele dieser Moleküle aneinander gereiht ergeben die typische doppelhelikale Struktur der DNA.
- > Die Desoxyribose und Phosphorsäure - Untereinheiten sind bei jedme NUkleotid gleich und bilden das Rückgrat des Moleküls. Einheiten aus Base und Zucker ohne desoxyrobise werde Nukleoside genannt.
Basen
Bei den stickstoffhaltigen Basen kann es sich um eine Purinbase (Adenin oder Guanin) oder um eine Pyrimidinbase (Thymin oder Cytosin) handeln. In der DNA paaren immer eine Purin- und eine Pyrimidinbase. Daraus ergeben sich die Basenpaare Adenin und Thymin (Uracil in der RNA) und Guanin und Cytosin.
- Verbunden sind die Basen durch Wasserstoffbrückenbindungen. Dabei sind jeweils 2H Brücken zwischen A und T und 3H Brücken zw. G und C.(stabiler)
- Nicht jedes Nukleotid kommt in der DNA gleich häufig vor. Jedoch kann man den prozentualen Anteil einer Base kennt, alle anderen berechnen.
Zucker-Phosphat-Rückgrat
Sowohl DNA als auch RNA sind aus 5 C Atomen aufgebaut (Pentosen) -> Desoxyribose fehlt am 2en C Atom die OH Gruppe.
- Am 5’C Atom verbindet sich der Zucker mit Phosphatgruppe über eine Kondensationsreaktion unter Abspaltung von Wasser.
- Am 3’ C-Atom verbindet sich der Zucker mit dem Phosphat des nächsten Nucleotids, so entsteht ein Zucker- Phosphat-Rückgrat mit einem 5’ Ende (mit einer Phosphatgruppe) und einem 3’ Ende (mit einer Desoxyribose).
- Auch bei der Verlängerung der DNA durch sogenannte Polymerasen werden neue Nukleotide an das 3’ Ende Angehängt, da energetisch effizienter.
Unterschied Zwischen RNA und DNA
Die DNA ist doppelstrangig und somit stabiler. Kann somit leichter repareirt werden solange ein Komplimentärstrang vorhanden ist
-> RNA wird daher nur für kurze Strecken und zur Speicherung von wenig Information verwendet.
Replikation
Führt zur Kopie zwei völlig idetnischer DNA Stränge in der Interphase. Nach Abschluss dieser besitzt die Zelle eine 2n4c Chromosomensatz der anschließend in der Mitose auf zwei Tochterzellen aufgeteilt wird.
-> diese erfolgt semikonservativ , d.h. der DNA Doppelstrang wird in seine Einzelstränge getrennt , an welche dann jeweils ein neuer komplementärer Tochterstrang synthetisiert wird.
- Initationsphase: die DNA wird an einer bestimten Stelle aufgebrochen und für die Replikation makiert
- Elongationsphase: die eigtl. DNA vervielfätligung
- Terminationsphase: Beendigung der Replikation
Initationsphase
- Replikation erfolgt immer an mehreren Stellen
- Zuerst wird ein Replikationsursppung defniert, durch das Enzym Helicase wird die DNA geöffnet wie ein Reißverschluss. Dadurch entstehen a Origin 2 Replikationsgabeln.
- Um die Torsionskräfte zu dämmen hilft hierbei das Protein Topoismerase.
- Die geöffneten 2 Einzelstränge dienen als Matrize (Vorlage) für den jeweils zu synthetisierenden komplementären Gegenstrang. (Stabilisation durch einzelstrangbindende Proteine)
- DNA Polymersa a bindet an die DNA und hängt ein kurzes RNA Stück (Primer) an die DNA, damit die Polymerase § bzw E, die Replikation durchführen kann, diese kann nur an einem freien 3’ Ende starten und nutzt den Primer als Starthilfe.
Elongationsphase
Hauptenzym ist die DNA Polymerase § bzw. E, vor ihr läuft weiterhin die Topoisomerase.
- DNA Polymerase arbeitet immer in 5’-3’ Richtung und repliziert nach dem Basenpaarungsprinzip beide Stränge zugleich, die dafür notwendigen Basen liegen als freie Nukleotide im Zellkernplasma vor.
- Die DNA Polymerase übeprüft selbstädig auf Fehler.
- Der Leitstrang kan mit der Ausrichtung 3’-5’ , kann nachdem einmal ein Primer gesetzt wurde kontinuierlich abgelsen werden, den enstehenden Strang nennt man Folgestrang.
- Ein Problem ergibt sich auf dem ursprünglichen DNA Strang mit der Ausrichtung 5’-3’, da die DNA Polymerase nur von 3’-5’ synthetisieren kann, hierfür wird Stückchenweise ein neuer Primer gesetzt und die DNA Polymerase arbeitet beim Voranschreiten immer von Primer zum vorhergehenden Primer. Es entstehen Okazaki Fragmente, die daraus resultierenden RNA Fragmente im Folgestrang werden von der DNA Ligase entfernt.
Terminationsphase
Replikation endet automatisch da Der DNA Strang ein Ende nimmt. An den Enden der DNA findet man die Telomere, repetitive Sequenzenm die sich bei jeder Replikation verkürzen.
Helicase
Auftrennung der Basenpaarung von doppelsträngiger DNA, Entstehung einer Replikationsgabel
Topoismerase
vermindert durch gezielte Einzel und Doppelstrangbrüche die Torsionskräfte
Single-Strand-Binding
Stabilisieren die DNA EInzelstränge, verhindern dass die DNA MOleküle wieder spontan WBB ausbauen
Polymerase a (Primase)
Synthetisiert kurze RNA Sequenzen, woran die DNA Polymerase ß anknüpfen kann
DNA Polymerase §,E
Synthese des neuen komplementären DNA Strangs, Proof Reading Funktion
Ligase
Verbindung von DNA Fragmenten (zb nachdem die Primer am Folgestrang entfernt wurden
