VL 13 Grundlagen der molekularen Genetik: DNA und ihre Verpackung

Question 1

Das Griffith Experiment zur Identifizierung des Erbträgers

Answer 1

-krankheitserregende Bakterienstämme wurden in Mäuse injeziert:

-wenn nur S Strain: Maus hat überlebt
-wenn Mix aus hitzegetöteten S Strain und lebendem R Strain: Maus tot und lebende S Strains in Maus gefunden

-Gibt man nun tote S-Bakterien mit lebenden R-Bakterien zusammen (Versuch 4), so wird die Erbinformation für die Schleimhülle von den toten S-Bakterien auf die lebenden und harmlosen R-Bakterien übertragen.

-Das entscheidende Ergebnis: proteolytische Enzyme und Ribonuklease haben keinen Effekt auf die Transformationsfähigkeit ausübten, wohl aber Desoxyribonuklease

Question 2

Avery Versuch

Answer 2

Hier die Ergebnisse der Versuche von Avery et al:

Zellfreier S-Extrakt + lebende R-Zellen + Proteasen → Mäuse starben

Zellfreier S-Extrakt + lebende R-Zellen + Amylasen → Mäuse starben

Zellfreier S-Extrakt + lebende R-Zellen + Lipasen → Mäuse starben

Zellfreier S-Extrakt + lebende R-Zellen + Nucleasen → Mäuse überlebten

–> Nur die Nucleasen konnten die letalen Verbindungen in dem zellfreien S-Zellen-Extrakt außer Kraft setzen. Daraus schlossen Avery und seine Kollegen, dass die Nucleinsäuren, also die DNA, für die Übertagung der krankmachenden Information verantwortlich waren

Question 3

A.
Hershey
und M.Chase
(1952 )

Answer 3

Versuch, um herauszufinden, ob DNA oder Proteine Erbgutinformation tragen:
-verwendeten Phagen, die E.coli befallen
-benutzten Isotope um DNA und Proteine selektiv zu markieren: Proteine mit Schwefel (35S), DNA mit Phosphor (32P)
-Zentrifuge
-Radioaktivität -> Video
…

Question 4

J. Watson und F. Crick (1953) : Voraussetzungen für das Modell der DNA Struktur

Answer 4

Voraussetzungen für das Modell:

1. Röntgenstrukturanalysen von M. Wilkins und R.
   Franklin zeigten, dass DNA Fasern eine regelmäßige
   Struktur aufweisen, die einen Aufbau aus zwei
   Strängen vermuten ließ
2. Der Anteil von Guanin entspricht dem von Cytosin
   und der Anteil von Adenin entspricht dem von
   Thymin (Chargaff-Regel, ca. 1950)

Question 5

Vereinfachtes DNA-Modell

Answer 5

• Die DNA ist eine rechtsläufige
  Helix
• Die beiden DNA-Stränge sind
  antiparallel angeordnet, das
  Zucker-Phosphat-Rückgrat liegt
  außen, die Basen innen
• Die Basen der beiden Stränge sind
  gepaart
• => nach Außen hat das Molekül
  eine stark hydrophile, negativ
  Ladung
• => im Innern hat es einen
  hydrophoben Kern (die Basen)

Question 6

Die Basenpaarungsregel

Answer 6

A paart mit T und G paart mit C,
d.h. A und T bzw. G und C sind
zueinander komplementär

Question 7

Aufbau DNA Einzelstrang (Aufbau und Ende)

Answer 7

DNA-Einzelstrang:
-polar aufgebaut
- 5´Phosphat und 3´OH-Ende

Question 8

DNA Gegenstränge -Aufbau

Answer 8

Die Gegenstränge sind
antiparallel:

Basen zeigen jeweils nach innen
-> ein DNA Strang muss “umgedreht” sein
-> jeweils 5´Ende mit Phospahten und 3´Ende mit OH

Question 9

Schreibweise von DNA

Answer 9

5´- AGGTGCAATC -3´
3´- TCCACGTTAG -5´
(man beginnt links mit dem 5´- Ende)

Question 10

DNA Helix Aufbau

Answer 10

-aus 2 Strängen, die antiparallel verlaufen
-negativ gewunden

-mit zwei Rinnen/Furchen
unterschiedlicher
Weite, wechseln sich ab (minor &major groove)

Question 11

Geometrie einer
Basenpaarleiter

Answer 11

Basen zeigen nach innen,
Zucker& Phosphate nach außen

Gegenparallel,
G mit C und A mit T

Abstand der Basen 6A
Breite der Helix: 18 A

Question 12

Strukturmerkmale von DNA

Answer 12

Basenpaare pro Helixwindung:
Abstand der Basenpaare:
Winkel zwischen zwei Basen:
10,4-10,5
0,34 (+/-0.04) nm
35,9° (+/- 4,3)
Winkel zwischen Helixachse und Basenpaaren: ca. 90°
Konformation des Zuckers:
C2´- endo