Tutorium 5

Question 1

Nucleotide Bestandteile

Answer 1

Stickstoffbase
Einer Pentose (Zucker)
Mindestens einer Phosphatgruppe

Question 2

Varianten der Stickstoffbasen

Answer 2

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

Question 3

Nucleosid

Answer 3

Stickstoffbase + Pentose

Question 4

Nucleotid

Answer 4

Nucleosid + Phosphatgruppe

Question 5

Kettenverlängerung

Answer 5

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

Question 6

Vergleich RNA und DNA

Answer 6

DNA
A, T, G, C und 2-Deoxyribose
doppelsträngig

RNA
A, U, G, C und Ribose
einzelsträngig

Question 7

Chargaff-Regel

Answer 7

Anzahl A = Anzahl T
Anzal G = Anzahl C

! Prozentualer Anteil C/G und A/T muss nicht gleich sein

Question 8

Verbindung der Basen

Answer 8

T/A = 2 WBB
G/C = 3 WBB
->deshalb stabiler

Question 9

Formen der DNA

Answer 9

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

Question 10

Hauptgruppen der RNA

in hüfigkeit ihres Vorkommens

Answer 10

ribosomale RNA
->struktureller Bestandteil der Ribosomen

transfer RNA

• > transportiert Aminosäuren für die Proteinbiosynthese
• > erkennt mRNA

messenger RNA
->Informationsträger für die Proteinbiosynthese

Question 11

Liegt RNA immer einzelsträngig vor?

Answer 11

häufig einzelsträngig

teilweise Bildung von Doppelsträngen möglich -> wenn Basensequenzen komplementär sind

doppelsträngige RNA kann einigen Retroviren al Informationsträger dienen

Question 12

Wie können Nukleinsäuren nach deren Größe aufgetrennt werden

Answer 12

Dichtegradienten-Zentrifigation

• > Sedimentationsgeschwindigkeit als Maß der Größe
• > Svetberg-Koeffizient

Question 13

Bei welcher Wellnlänge absorbiert DNA Licht am besten

Answer 13

254-260 nm

Question 14

hyperchromatischer Effekt

Answer 14

Einzelsträngige DNA absorbiert UV-Licht besser als Doppelsträngige DNA, daher ist der Unterschied zwischen den vorliegenden Strängen in einem Absorbtionsspektrum erkennbar
->Hyperchromozität

Question 15

DNA Denaturierung

Answer 15

Hitze oder anderer Stress kann DNA denaturieren
->WBB des Doppelstrangs brechen auf

->Beobachtung der hyperchromatischen Verschiebung der Absorption bei zeitgleichen Erhitzen der DNA

Question 16

Hybridisierung

Answer 16

DNA denaturiert
Hybridstück (DNA/RNA) wird eingebracht
Renaturierung , sodass sich die Einzelstränge wieder aneinander lagern
->Hybride entstehen

Question 17

FISH

Answer 17

Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung:
Flureszenzsonden werden zut Hybridisierung genutzt, sodass bestimmte chromosomale Abschnitte in der DNA identifiziert werden können

Question 18

Reassoziationskinetik

Answer 18

Analyse der Rate der Assoziation von komplementären Strängen

->Gibt Information über Größe und Komplexität der DNA

Question 19

Elektrophorese

Answer 19

Ziel:
Auftrennen der DNA und RNA Fragmenten nach ihrer Größe

Ladung der DNA negativ aufgrund der Phosphatgruppen

Question 20

Chromosomen der Baktereien

Answer 20

überlebenswichtige Gene auf zirkulären Chromosomen im Cytoplasma

nicht essentielle Gene liegen auf den (mehreren) Plasmiden (extrachromosomale DNA-Moleküle)

Question 21

Wie viele Chromosomen haben Bakterien und Archaeen

Answer 21

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

Question 22

Wie wird das Chromosom verpackt?

Answer 22

1. 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
2. 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

Question 23

Was ist Chromatin?

Answer 23

Die DNA und assoziierte Proteine eines Chromosoms

Question 24

Chromatin Zusammensetzung

Answer 24

1/2 DNA

1/2 Proteine (Histone)

Question 25

Histone

Answer 25

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

Question 26

Verpackungsstufen der DNA

Answer 26

10-nm fiber
30-nm fiber
->10-nm fiber in solenoid structure (6-8 Nucleosomen pro turn und H1 stabilisiert solenoid)

Question 27

Was passiert bei der Replikation mit den Histonen?

Answer 27

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

Question 28

Chromatin Remodeling

Answer 28

Nucleosomen können Promotorregionen und andere regulatorische Sequenzen verdecken
->Verlagerung der Nucleosomen, um DNA-Sequenz für Transkription zugänglich zu machen

Question 29

Epigenetische Modifikation

Answer 29

• 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

Question 30

Organisation der Chromosomen

Answer 30

Metacentric
submetacentric
Acrocentric (Satelite)
Telocentric

Question 31

Hetero/Eu- Chromatiin

Answer 31

unterschiedlichen Kondensationsgrad

Euchromatin
->aktiv exprimierte Gene sind während der Interphase weniger stark kondensiert

Heterochromatib
->während der Interphase kondensieren Regionen und werden weniger stark exprimiert

Question 32

fakultatives Heterochromatin

Answer 32

variable Stärken der Kondensation

Question 33

Konstitutives Heterochromatin

Answer 33

permanente Stärke der Kondensation

Question 34

CENP-A

Answer 34

Histone an der Centromerregion können Kinetochore binden
->spezielle Form von H3 ->
CENP-A dessen N-terminale Schwanz

Question 35

Chromosomale Territorien

Answer 35

Transkriptionelle Aktivitöt in der Nähe von interchromosomalen Domänen erhöht
Chromosomen besitzen bestimmten bereich im Nucleus
-Während der Mitosephase kann die Position verämdert werden

Question 36

Position effect variegation

Answer 36

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

Question 37

Inaktivierung des X-Chromosoms in weiblichen Säugetieren

Answer 37

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