VL 5: Chromatin und Replikation

Question 1

Enzyme der DNA-Replikation in E.coli

Answer 1

Helikase

DNA-anhängige DNA-Polymerase I

DNA-anhängige DNA-Polymerase II

DNA-abhängige DNA-Polymerase III

Primase (DNA-abhängige RNA-Polymerase)

DNA-Ligase

Question 2

Funktion von Polymerase III

Answer 2

Prokaryoten

DNA-Strang Verlängerung

proof-reading-Funktion

hat 10 verschiedene Untereinheiten

Question 3

Funktion von Polymerase II

Answer 3

Prokaryoten

korrigiert den replizierten Strang

Question 4

Funktion von Polymerase I

Answer 4

Prokaryoten

entfernt RNA-Primer und füllt die Lücken mit DNA auf und repariert DNA-Schäden

Question 5

Funktion der Helikase

Answer 5

Spaltet H-BB zwischen Basen und spaltet so den Doppelstrang unter ATP-Verbrauch

Question 6

Funktion von Ligase

Answer 6

Verknüpft die Okazakifragmente

Question 7

Wie wird die Replikation bei Prokaryoten initiiert?

Answer 7

benötigt den Replikatinsursprung (Ori)
und Replikatinosinitiatoren (bestimmte Sequenz)
An dem ORI ( mehrere 13mer und 9mer) binden
DNaA, DNA-Helikase und DNA-Helikaseloader
An der Helikase bindet die Primase

Question 8

Funktion von Primase

Answer 8

Erkennt ORI und synthetisiert den Primer

Question 9

Was bedeutet ORI?

Answer 9

Ursprung der DNA-Replikation

Question 10

Wie heißt der DNA-Replikationsursprung bei E.Coli?

Answer 10

OriC

Question 11

Was sind Okazakifragmente? Und wie entstehen sie?

Answer 11

beim diskontinuierlichen Strang (3’ –> 5’) müssen immer neue Primer synthetisiert werden, da die Pol III nur in 5’ - 3’ synthetisiert.

Synthese finden dann statt bis zum vorherigen Primer aufgeschlossen wird (Polymerase III)

Okazakifragment besteht aus DNA-Sequenz und Primer

Primer werden entfernt (Polymerase I)

DNA-Sequenzen werden verknüpft (Ligase)

(Replikatinosgabel)

Question 12

Aktivierung der Replikation bei Eukaryoten (Cyclin-anhängig)

Answer 12

ORC (Origin Recognition Complex) binden an Origin

Cyclinabhängige Kinaseaktivität (CdK) ist niedrig →Präreplikativer Komplex (Pre-RC) wird an ORC gebildet (in G1-Phase)

Cyclinabhängige Kinaseaktivität steigt in der S-Phase und Komplex wird aktiviert –> Aktivitätslevel bleibt hoch bis zur nächsten G1-Phase

Question 13

ORI bei Eukaryoten

Answer 13

Es sind mehrere ORIs vorhanden

ist ein Komplex aktiviert können keine anderen gebildet werden –> immer nur eins “ausgenutzt”

Question 14

somatische Zelle

Answer 14

Körperzelle aus der keine Keimzellen (Gameten) hervorgehen können

Question 15

Welche Probleme treten bei der Replikation an den Chromosomenenden auf?

Answer 15

bein diskontinuierlichen Strang wird das Chromosomenende verkürzt (Stelle an der Primer sitzt wird nicht repliziert)

Question 16

Funktion der Telomerase

Answer 16

in Keimzellen fügt die Telomerase kurze repetitive Sequenzen an den leading strand → Diese Sequenz kodiert einen Primer auf der Matrize und der Tochterstrang kann vollständig repliziert werden

In somatischen Zellen ist die Telomerase inaktiv → die Telomere verkürzen sich, was die Apoptose zur Folge hat

Question 17

Wie funktioniert die Replikationselongation bei Prokaryoten?

Answer 17

Nach der Initiation werden 2 RNA-Primasen an beide Stränge (leading und lagging strand) gesetzt. Diese bilden sogenannte RNA-Primer.
An diese bindet das Polymerase III-Holoenzym an die beiden Stränge und fängt an die Stränge in 5’ - 3’ zu synthetisieren (liest in 3’-5’ Richtung ab).
Beim leading strand wird die DNA kontinuerlich repliziert
Die RNA-Primer werden durch die Pol I entfernt.

Question 18

Woraus besteht die DNA Pol I in Prokaryoten

Answer 18

DNA Polymerase
3’-5’ Exonuclease: ungepaarte Nucleotide am 3’ Ende werden entfernt
5’-3’ Exonuclease: Entfernt RNA Primer

Question 19

Was bewirkt die Prozessivität bei der Pol III?

Answer 19

Die Beta-Untereinheiten bilden eine Ringklemme, die verhindert, dass das Enzym abfällt (DNA abhängig)
→ Steigert die Prozessrate enorm

Question 20

Woraus besteht die DNA Polymerase III?

Answer 20

Pol III core (Polymerase und 3’-5’ Exonuclease)
tau-Protein (verbindet die Pol-Dimere)
gamma-Complex (Clamp-loader)
beta-Untereinheiten (sliding clamp)

Question 21

Wie wird die Replikation bei Prokaryoten terminiert?

Answer 21

Sie wird von Tus-Proteinen, die an Terminatorsequenzen gebunden sind, terminiert.

Question 22

Welche DNA Polymerase gibt es bei Eukaryoten?

Answer 22

DNA-Pol Alpha: Funktioniert als Primase, Einleitung der Replikation
DNA-Pol Delta und Epsilon: Replikation (Reparatur, enthält 3’-5’ Exonuklease)
DNA-Pol Beta: Reparatur
DNA-Pol Gamma: mitochondriale DNA-Replikation

Question 23

Wie wird die Strangverlängerung durch die DNA-Polymerase katalysiert?

Answer 23

1. Nukleophiler Angriff des 3’OH Primer Endes auf das alpha-Phosphat des freien Nukleotids
2. Bildung einer Phosphatdiester-Bindung
3. Freisetzung von Pyrophasphat

Question 24

Rolling circle Replikation

Answer 24

Am ori macht ein initiationsprotein einen einzelstrangbruch.
Das 3’Ende wird verlängert.
Der komplementäre Strang wird diskontinuierlich synthetisiert.
Der kontinuierliche Strang kann länger werden als der Ring(Contactemer).

Question 25

Regulation der Replikaton bei Eukaryoten

Answer 25

Während der S-Phase muss komplette DNA 1x repliziert werden.
Es darf keine unreplizierten Regionen geben
-> Chromosomenumbrüche
Es darf keine Bereiche geben die mehrfach repliziert wurden. -> Kopiezahleffekte