Tutorium 5 Flashcards
Nucleotide Bestandteile
Stickstoffbase
Einer Pentose (Zucker)
Mindestens einer Phosphatgruppe
Varianten der Stickstoffbasen
Purine
Adenin (A)
Guanin (G)
Pyrimidine
Cytosin (C)
Thymin (T)
Uracil (U)
- > In RNA wird Uracil statt Thymin genutzt
- > Aufgrund von Instabilität kann Cytosin zu Uracil desaminieren
Nucleosid
Stickstoffbase + Pentose
Nucleotid
Nucleosid + Phosphatgruppe
Kettenverlängerung
Phosphatgruppen werden an die C’-5 Position der Pentose angeknüpft
Nucleotide können bis zu drei Phosphatgruppen beinhalten
NMPs, NDPs. NTPs
Nucleotide werden durch Phosphodiesterbindungen zwischen der Hydroxylgruppe am C-3’ und der Phosphatgruppe am C-5’ verbunden
Vergleich RNA und DNA
DNA
A, T, G, C und 2-Deoxyribose
doppelsträngig
RNA
A, U, G, C und Ribose
einzelsträngig
Chargaff-Regel
Anzahl A = Anzahl T
Anzal G = Anzahl C
! Prozentualer Anteil C/G und A/T muss nicht gleich sein
Verbindung der Basen
T/A = 2 WBB
G/C = 3 WBB
->deshalb stabiler
Formen der DNA
B-DNA
-> rechtsgängige Doppelhelix mit zwi antiparallelen Strängen; es gibt 10,4 Basenpaare pro Helixumdrehung (34,6 Grad pro Base); wässrigen Salzarmen Bedingungen,
das Watson-Crick-Modell basiert darauf
A-DNA
->etwas kompakter als B-DNA, tritt unter salzigen Bedingungen auf
C-,D-,E- und P-DNA
->sind weniger kompakte Formen der B-DNA
Z-DNA
->in Oligonukleotiden, die nur CG-Paarungen enthalten, linksgängige Doppelhelix mit einer zickzack Form
Hauptgruppen der RNA
in hüfigkeit ihres Vorkommens
ribosomale RNA
->struktureller Bestandteil der Ribosomen
transfer RNA
- > transportiert Aminosäuren für die Proteinbiosynthese
- > erkennt mRNA
messenger RNA
->Informationsträger für die Proteinbiosynthese
Liegt RNA immer einzelsträngig vor?
häufig einzelsträngig
teilweise Bildung von Doppelsträngen möglich -> wenn Basensequenzen komplementär sind
doppelsträngige RNA kann einigen Retroviren al Informationsträger dienen
Wie können Nukleinsäuren nach deren Größe aufgetrennt werden
Dichtegradienten-Zentrifigation
- > Sedimentationsgeschwindigkeit als Maß der Größe
- > Svetberg-Koeffizient
Bei welcher Wellnlänge absorbiert DNA Licht am besten
254-260 nm
hyperchromatischer Effekt
Einzelsträngige DNA absorbiert UV-Licht besser als Doppelsträngige DNA, daher ist der Unterschied zwischen den vorliegenden Strängen in einem Absorbtionsspektrum erkennbar
->Hyperchromozität
DNA Denaturierung
Hitze oder anderer Stress kann DNA denaturieren
->WBB des Doppelstrangs brechen auf
->Beobachtung der hyperchromatischen Verschiebung der Absorption bei zeitgleichen Erhitzen der DNA
Hybridisierung
DNA denaturiert
Hybridstück (DNA/RNA) wird eingebracht
Renaturierung , sodass sich die Einzelstränge wieder aneinander lagern
->Hybride entstehen
FISH
Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung:
Flureszenzsonden werden zut Hybridisierung genutzt, sodass bestimmte chromosomale Abschnitte in der DNA identifiziert werden können
Reassoziationskinetik
Analyse der Rate der Assoziation von komplementären Strängen
->Gibt Information über Größe und Komplexität der DNA
Elektrophorese
Ziel:
Auftrennen der DNA und RNA Fragmenten nach ihrer Größe
Ladung der DNA negativ aufgrund der Phosphatgruppen
Chromosomen der Baktereien
überlebenswichtige Gene auf zirkulären Chromosomen im Cytoplasma
nicht essentielle Gene liegen auf den (mehreren) Plasmiden (extrachromosomale DNA-Moleküle)
Wie viele Chromosomen haben Bakterien und Archaeen
Die meisten Bakterien und Archaeen besitzen ein zirkuläres Chromosom
die Größe des Chromosoms ist variabel
Das einzige oder (falls mehere vorhanden) das größte Chromosom trägt (normalerweise) die essentielllen Gene
Wie wird das Chromosom verpackt?
- Proteine helfen bei der Ausbildung von Schleifen in der DNA
- >small nuceloid-associated proteins helfen beim biegen der DNA, sodass das Falten und Kondensieren der Chromosomen erfolgen kann
- >Structural maintenance of chromosoms (SMC) proteins binden direkt an die DNA und halten diese v-förmig oder in Spiralen, um große Nucleoproteinkomplexe zu bilden - Supercoiling der DNA
- >kovalent geschlossene, zirkuläre Chromosomen kommen in vielen verschiedenen Formen vor
- >das entspannte Chromosom besitzt am wenigsten Überkreuzungen des Chromosoms
- >starkes supercoiling führt zu vielen Überkreuzungen des Chromosoms
- ->Nukleotid nimmt weniger Platz in der Zelle ein
L/Kopplungszahl
- > Anzahl der Windungen
- > Erniedrigung der Windungszahl kann zu supercoiling führen
->negatives supercoiling
entgegen der Drehrichtung der DNA
->positives supercoiling
mit der Drehrichtung der DNA
Was ist Chromatin?
Die DNA und assoziierte Proteine eines Chromosoms
Chromatin Zusammensetzung
1/2 DNA
1/2 Proteine (Histone)
Histone
H1
->wichtig für weitere Verpachung
H2A + H2B
->formen Dimere
H3 + H4
->formen Dimere
Je zwei von H2a,b,3,4 bildet ein Oktamer
kleinste Verpackungseinheit
- > Nucleosom
- > 146 Basenpaare um Histone gewickelt
Verpackungsstufen der DNA
10-nm fiber
30-nm fiber
->10-nm fiber in solenoid structure (6-8 Nucleosomen pro turn und H1 stabilisiert solenoid)
Was passiert bei der Replikation mit den Histonen?
Zur Replikation muss die DNA frei vorliegen
->Nucleosomen werden in ihre Bestandteile aufgespalten
- > Nucleosome werden unmittelbar nach der Replikazion neu ausgebildet
- > Histone werden wiederverwendet oder neu synthetisiert
- H3 und H4 Tetramere binden direkt nach der Replikation an den DNA Strang
- H2A und H2B Dimere werden neu zusammengesetzt
Chromatin Remodeling
Nucleosomen können Promotorregionen und andere regulatorische Sequenzen verdecken
->Verlagerung der Nucleosomen, um DNA-Sequenz für Transkription zugänglich zu machen
Epigenetische Modifikation
- chemische Modifikation an den Histonen
- teilweise reversibel
- durch Zellteilung weitergegeben
- Haben Auswirkung auf die Expression der Gene
- Ändern die Chromatinstruktur
- Verändern nicht die Dna-Sequenz
Organisation der Chromosomen
Metacentric
submetacentric
Acrocentric (Satelite)
Telocentric
Hetero/Eu- Chromatiin
unterschiedlichen Kondensationsgrad
Euchromatin
->aktiv exprimierte Gene sind während der Interphase weniger stark kondensiert
Heterochromatib
->während der Interphase kondensieren Regionen und werden weniger stark exprimiert
fakultatives Heterochromatin
variable Stärken der Kondensation
Konstitutives Heterochromatin
permanente Stärke der Kondensation
CENP-A
Histone an der Centromerregion können Kinetochore binden
->spezielle Form von H3 ->
CENP-A dessen N-terminale Schwanz
Chromosomale Territorien
Transkriptionelle Aktivitöt in der Nähe von interchromosomalen Domänen erhöht
Chromosomen besitzen bestimmten bereich im Nucleus
-Während der Mitosephase kann die Position verämdert werden
Position effect variegation
Physikalische Position eines Gens in Beziehung zum anderen genetischen Material kann die Expression beeiinflussen Bsp. PEV in Drosophila white-Gen ->Positionsänderung euchromatisch: exprimiert heterochromatisch: nicht
Inaktivierung des X-Chromosoms in weiblichen Säugetieren
Xist aktiv auf einem der beiden X-Chromosomen
- > kodiert für eine spezielle RNA, die das X-Chromosom, von welchem sie produziert wird umgibt, indem sie sich anlagert
- > zieht Proteine an die das X-Chromosom deaktivieren
