DNA Reparatur Flashcards
wie entstehen Transposons mit Resistenzgenen?
Transposition auf mobilisierbare Plasmide, die per Konjugation zu anderen Bakterien transferiert
werden
Mutationen
• Veränderung der DNA-Sequenz
• Klassifizierung (Punktmutation; Deletion, Insertion und Duplikation, Chromosomenumlagerung)
• Entstehung durch
- Fehler während der Replikation (Slippage, Basenfehlpaarungen)
- spontane Reaktion (Desaminierung, Depurinisierung)
- Mutagene (Chemikalien, Strahlung sowie Oxidation, Alkylierung, UV-Strahlung)
DNA-Reparatur Mechanismen
• während der DNA-Replikation (Transläsions-DNA-Synthese)
• unmittelbar nach der DNA-Replikation:
- Scannen auf Fehlpaarungen (MutSHL-System in Bakterien)
- homologe Rekombination bei Strangbrüchen
• direkt:
- Photolyase bei Thymin-Dimeren
- Basen-Exzissions-Reparater (BER) durch spezifische Glycosylasen
- Nukleotid-Exzisions-Reparatur (NER) bei Konformationsstörungen
- Non-homologous End Joining (NHEJ) bei Doppelstrangbrüchen (vorwiegend in höheren Eukaryoten)
Klassifizierung
- Punktmutation
- Deletion, Insertion und Duplikation
- Chromosomenumlagerung
–> nur wenige Basenpaare
große Deletion, Insertion, Translokation, etc.
Punktmutation
Transition: Py zu Py ; Pu zu Pu (A zu G & T zu C)
Transversion: Py zu Pu ; Pu zu Py (A zu C & T zu G)
Mutationen entstehen durch…
- Fehler während der Replikation (Slippage, Basenfehlpaarungen)
- spontane Reaktion (Desaminierung, Depurinisierung)
- Mutagene (Chemikalien, Strahlung sowie Oxidation, Alkylierung, UV-Strahlung)
Mutationen – durch Fehler bei der DNA-Replikation
(A) Insertionen oder Deletionen durch replication slippage
- Expansion von Trinukleotid-Wiederholungen
(B) Basenfehlpaarungen als Folge von Tautomer-Verschiebung kann durch die DNA-Polymerase nicht erkannt werden
Korrekturlesen (Proofreading)
100-fache Verbesserung der Replikationsgenauigkeit - noch ca. 1 Fehler pro 106 bp durch Basenfehlpaarungen - Einbau eines richtigen Nukleotids am 3'-Ende des neu synthetisierten Strangs -->Basenpaarung, schnelle Polymerase-Aktivität gewinnt -->weitere Verlängerung - Einbau eines falschen Nukleotids am 3'-Ende des neu synthetisierten Strangs --> keine Basenpaarung, 3'-5'-Exonuklease-Aktivität gewinnt --> Entfernung des falschen Nukleotids
Isomerie
das Auftreten von zwei oder mehreren chemischen Verbindungen mit gleicher Summenformel und Molekülmasse, die sich jedoch in der Verknüpfung oder der räumlichen Anordnung der Atome unterscheiden. Die entsprechenden Verbindungen werden Isomere genannt und lassen sich durch unterschiedliche Strukturformeln darstellen. Sie unterscheiden sich in ihren chemischen und/oder physikalischen und oft auch in ihren biochemischen Eigenschaften
Tautomerie
- bezeichnet in der Chemie eine besondere Form der Isomerie
- Isomere, die durch die Wanderung einzelner Atome oder Atomgruppen schnell ineinander übergehen, d. h. die beiden Isomere in einem dynamischen chemischen Gleichgewicht miteinander stehen. Aufgrund des schnellen Gleichgewichts lassen sich die einzelnen Tautomere oft nicht isolieren; das Mengenverhältnis der Tautomere untereinander ist konstant
Isomerie der Basen
- T und G “keto” und “enol” Isomere
- A und C “amino” und “imino” Isomere
Mutationen – durch spontane chemische Reaktion
- Basenfehlpaarung als Folge von spontaner Desaminierung bzw. Depurinierung
- chemisch induzierte Mutationen
Desaminierung
bezeichnet man die chemische Abspaltung einer Aminogruppe als Ammonium-Ion oder Ammoniak
- C –> U (Uridin)
- m5C –> T (Thymidine)
- A –> Hypoxanthin
Depurinierung
ist ein DNA-Schaden, bei der eine Purinbase, das heißt entweder Adenin oder Guanin, vom Zucker-Phosphat-Gerüst des DNA-Doppelstrangs durch Hydrolyse abgespalten wird. Das Phosphodiestergerüst der DNA bleibt bei der Depurinierung intakt, es kann aber als Folge der Depurinierung zu Einzelstrangbrüchen in einem DNA-Strang kommen
- G (oder A) –> Base fehlt
chemisch induzierte Mutationen
- Alkylierung (Transfer von Alkylgruppen während einer chemischen Reaktion von einem Molekül zum anderen)
- Oxidation (ein Ion oder ein Atom ein oder mehrere Elektronen abgibt und dadurch seinen Oxidationszustand erhöht)
- Basen Analoga ( 5-Bromuracil = Cytosin)
- Interkalierende Agenzien (Insertionen / Deletionen)
- durch UV-Strahlung induzierte Bildung von Thymin-Dimeren
