Replikation Prokaryoten

Question 1

Wie wird Replikation initiiert? E. Coli

Answer 1

Benötigt Replikationsursprung und Replikationsinitiatoren

• Oris Origins of replication
• 9mere werden von DNA-bindenden Proteinen erkannt werden (DnaA-Box)
• 13 mere (AT-reich:leicht aufzuschmelzen) Orte der Initiation

DnaA bindet ATP und bindet an 9mere->konformationsänderung DNA biegt sich - >Aufschmilzung der DNA im Bereich der 13mere

• > DNA-Helicase(DnaB) trennt Doppelstränge
• > DNA primase

Question 2

Wirkungsweise der DNA helicase

Answer 2

• trennt unter ATP-verbrauch die Doppelstränge

- 6 untereinheiten

Question 3

Primase

Answer 3

• DNA abhängige RNA-Polymerase
• Initiation der DNA-Synthese durch RNA Primer
• Primer ist notwendig weil DNA-Pols vorhandenes 3´-OH Ende benötigen um daran eine 5´-Phosphatgruppe anzuhängen

Question 4

DNA Polymerase III und Strangverlängerung

Answer 4

-kopiert Basen von Matrizenstrang, indem sie neue Nucleotide and Primer anheftet

1. Nucleophiler Angriff des 3’OH Primer-Endes auf das alpha-Phosphat des freien Nucleotids
2. Bildung einer Phosphodiester Bindung
3. Freisetzung von Pyrophosphat

Außerdem Korrekturlesefunktion per 3’-5’ Exonuclease-Aktivität reduziert Fehlerrate über 1000fach

Question 5

Aufbau DNA Polymerase III

Answer 5

• 2 Kerne mit alpha epsilon und tau Untereinheiten
• Kerne an theta Untereinheit
• gamma-Komplex
• 2 beta Untereinheiten gewährleistet die Prozessivität, indem sie eine Ringklemme bilden, die ATP benötigt

Question 6

DNA Polymerase I

Answer 6

DNA Polymerase sowie 3’-5’ und 5’ zu 3’ exonuclease aktivität
-Entfernung von RNA Primer und Reperatur von DNA-Schäden

Question 7

Wie sieht die Replikationsgabel aus?

Answer 7

Leading und Lagging strand
-leading strand nur eine Primer und dann von 5’ nach 3’ Ende
-lagging strand:
Primase:Primer von DNA kopiert wird angebracht
Pol III verlängert RNA Primer mit neuer DNA
Pol I: entfernt 5’ RNA am Ende des benachbarten Fragments und füllt Lücke
Ligase: verbindet DNA Stränge

Question 8

DNA Pol III Reparatur?

Answer 8

• 3’-5’-Exonuklease

- nur ungepaarte Nukleotide am 3’Ende werden emtfernt

Question 9

DNA Ligase

Answer 9

Fügt Fragment mithilfe des NAD-Cofaktors zusammen,indem amp steckt, das angehängt wird an Phosphatgruppe
-amp abgespalten und Lücke geschlossen

Question 10

Wieso werden Nukleinsäuren immer in 5’-3’-Richtung verlängert?

Answer 10

Wenn von 3’ nach 5’ verlängert wird und es zu einem Fehler kommt-> exonuclease-> Monophosphat am Ende->keine energetische Bindung
-also wär kein proofreading möglich

Question 11

Wie ist die Initiation reguliert?

Answer 11

-Replikationsursprung besitzt 11x GATC, das am A durch eine Methyltransferase(DAM) methyliert wird
-DNA repliziert :neuer Gegenstrang nicht methyliert->hemimethyliert-> DAM braucht zeit
-nur bei doppelter methylierung kann DnaA an Ori binden
Dazu kommt:
DnaA bindet an Ori - > atp zu adp - >adp zu atp Austausch langsam
Und:
DnaA ATP wirkt als Repressor auf sich selbst auf seinen Promotor->autoregulatirischer loop

Question 12

Allgemein: was sind die Schritte der Replikationsinitiation?

Answer 12

• Identifizierung des Replikationsursprungs durch ein Initiatorprotein
• Öffnen und entwinden der DNA
• Synthese eines RNA-Primers

Question 13

Termination der Replikation?

Answer 13

-endet an Terminatorsequenzen, wo Protein Tus bindet-> stoppt Helicase