VL 5: Chromatin und Replikation Flashcards
Enzyme der DNA-Replikation in E.coli
Helikase
DNA-anhängige DNA-Polymerase I
DNA-anhängige DNA-Polymerase II
DNA-abhängige DNA-Polymerase III
Primase (DNA-abhängige RNA-Polymerase)
DNA-Ligase
Funktion von Polymerase III
Prokaryoten
DNA-Strang Verlängerung
proof-reading-Funktion
hat 10 verschiedene Untereinheiten
Funktion von Polymerase II
Prokaryoten
korrigiert den replizierten Strang
Funktion von Polymerase I
Prokaryoten
entfernt RNA-Primer und füllt die Lücken mit DNA auf und repariert DNA-Schäden
Funktion der Helikase
Spaltet H-BB zwischen Basen und spaltet so den Doppelstrang unter ATP-Verbrauch
Funktion von Ligase
Verknüpft die Okazakifragmente
Wie wird die Replikation bei Prokaryoten initiiert?
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
Funktion von Primase
Erkennt ORI und synthetisiert den Primer
Was bedeutet ORI?
Ursprung der DNA-Replikation
Wie heißt der DNA-Replikationsursprung bei E.Coli?
OriC
Was sind Okazakifragmente? Und wie entstehen sie?
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)
Aktivierung der Replikation bei Eukaryoten (Cyclin-anhängig)
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
ORI bei Eukaryoten
Es sind mehrere ORIs vorhanden
ist ein Komplex aktiviert können keine anderen gebildet werden –> immer nur eins “ausgenutzt”
somatische Zelle
Körperzelle aus der keine Keimzellen (Gameten) hervorgehen können
Welche Probleme treten bei der Replikation an den Chromosomenenden auf?
bein diskontinuierlichen Strang wird das Chromosomenende verkürzt (Stelle an der Primer sitzt wird nicht repliziert)
Funktion der Telomerase
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
Wie funktioniert die Replikationselongation bei Prokaryoten?
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.
Woraus besteht die DNA Pol I in Prokaryoten
DNA Polymerase
3’-5’ Exonuclease: ungepaarte Nucleotide am 3’ Ende werden entfernt
5’-3’ Exonuclease: Entfernt RNA Primer
Was bewirkt die Prozessivität bei der Pol III?
Die Beta-Untereinheiten bilden eine Ringklemme, die verhindert, dass das Enzym abfällt (DNA abhängig)
→ Steigert die Prozessrate enorm
Woraus besteht die DNA Polymerase III?
Pol III core (Polymerase und 3’-5’ Exonuclease)
tau-Protein (verbindet die Pol-Dimere)
gamma-Complex (Clamp-loader)
beta-Untereinheiten (sliding clamp)
Wie wird die Replikation bei Prokaryoten terminiert?
Sie wird von Tus-Proteinen, die an Terminatorsequenzen gebunden sind, terminiert.
Welche DNA Polymerase gibt es bei Eukaryoten?
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
Wie wird die Strangverlängerung durch die DNA-Polymerase katalysiert?
- Nukleophiler Angriff des 3’OH Primer Endes auf das alpha-Phosphat des freien Nukleotids
- Bildung einer Phosphatdiester-Bindung
- Freisetzung von Pyrophasphat
Rolling circle Replikation
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).
Regulation der Replikaton bei Eukaryoten
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
