Biochemie: DNA-Replikation Flashcards
(42 cards)
Was ist ein Replikon?
Ein neu synthetisierter DNA-Abschnitt, der von einem Ori ausgeht.
Definiere unidirektionale Replikation
Es entsteht nur eine Replikationsgabel.
Definiere bidirektionale Replikation
Es entstehen zwei Replikationsgabeln.
Wie viele Replikationsursprünge besitzen Prokaryoten und Eukaryoten?
Prokaryoten: nur einen
Eukaryoten: besitzen mehrere, da die Replikation ansonsten mehr als 3 Wochen bräuchte
Wie lange dauert die Replikation bei Eukaryoten ungefähr?
ca. 6-12 Stunden
Die DNA-Replikation ist semikonservativ, was bedeutet das?
Der neu synthetisierte DNA Strang besteht aus einem parenteralen und einem neu synthetisierten Strang.
Beschreibe den Ablauf der Initiation kurz und knapp, aber mit allen Komponenten.
- DNA bindendes Protein DNaA erkennt Ori und bindet da dran
- Bildung vom Prä-Initiationskomplex:
Mit ORC-Komplex, Proteine Cdc6 und Cdt1, Helicase Mcm, cyclinabhängiger Kinase - Entspralisierung der DNA durch Helicase DnaB + Protein DnaC unter ATP Verbrauch
- Anlagerung von SSB, damit sich die Einzelstränge nicht mehr aneinander lagern
- Auflösen der Superhelices durch Topoisomerase I und II
Zähle die Polymerasen von Eu- und Prokaryoten auf, die für folgende Funktionen zuständig sind
-Synthese des RNA-Primers
- Primer Verlängerung
- Synthese des Folgestrangs
- Synthese des Leitstrangs
- Korrekturfunktion
- Primer Entfernung
- Auffüllen der Primer Lücken
Eukaryoten:
- Synthese des RNA-Primers –> Polymerase a
- Primer Verlängerung –> Polymerase a
- Synthese des Folgestrangs –> Polymerase d
- Synthese des Leitstrangs –> Polymerase e
- Korrekturfunktion –> Polymerase d / e
- Primer Entfernung –> Ribonuclease H / Flap-Endonuclease 1
- Auffüllen der Primer Lücken –> Polymerase d
Prokaryoten:
-Synthese des RNA-Primers –> Primase
- Primer Verlängerung –> 0
- Synthese des Folgestrangs –> Polymerase III
- Synthese des Leitstrangs –> Polymerase III
- Korrekturfunktion –> Polymerase I und III
- Primer Entfernung –> Ribonuclease H und Polymerase I
- Auffüllen der Primer Lücken –> Polymerase I
Was ist ein Replisom?
Ein Multiproteinkomplex mit DNA-Polymerase, der an der Replikationsgabel entlang wandert
Replisom am E. coli:
- Helicase DnaB
- Primase DnaG
- DNA-Polymerase III
Beschreibe den Ablauf der Elongation kurz und knapp, aber mit allen Komponenten.
- Synthese des Primers 5-10 Nucleotide durch Primate / Polymerase a
- Verlängerung des Primers um 20-100 Nucleotide durch Polymerase a
- Polymerisationsreaktion durch DNA-Polymerase d/e oder III
- Anbringen des Gleitringes / clamp um DNA-Polymerase auf der DNA zu fixieren
- Entfernung des Primers durch Ribonuclease H, Flap-Endonuclease 1 oder Polymerase I
Wie wird bei Eukaryoten das letzte Ribonucleotid abgespalten?
Durch das Enzym FEN-1.
Durch welche Polymerase wird der Leitstrang synthetisiert?
kontinuierliche Polymerase durch DNA-Polymerase e
–> DNA-Replikation läuft in Richtung Replikationsgabel
Durch welche Polymerase wird der Folgestrang synthetisiert?
diskontinuierliche Polymerisation durch DNA-Polymerase d
–> DNA-Replikation läuft von der Replikationsgabel weg
Was liefert die Energie für die DNA-Polymerase?
Die Hydrolyse von Pyrophosphat
Erkläre genau den Ablauf der Polymerisationsreaktion
Die 3’OH-Gruppe des schon bestehenden DNA-Strangs greift die Säureanhydridbindung zwischen a und ß Phosphat des neu hinzu kommenden Desoxyribonucleotids nucleophil an.
Wieso wird ein Primer überhaupt benötigt?
Die DNA-Polymerase braucht ein freies 3’OH-Ende am Tochterstrang, um neue Nucleotide anzuknüpfen
Beschreibe den Ablauf der Termination kurz und knapp, aber mit allen Komponenten.
- Telomerase verlängert das Telomer, damit Primer Lücke geschlossen werden kann
- Auffüllen der Primer Lücken durch DNA-Polymerase d
- Verknüpfung der DNA-Fragmente durch Ligase
Wie verläuft die Termination bei Prokaryoten?
Die Topoisomerase II trennt die noch miteinander verbundenen Tochterdoppelstränge.
Wie ist die Telomersequenz am parenteralen Strang?
Codieren Telomere Informationen?
Telomersequenz: 5’TTAGGG3’
Telomere codieren für keine Information, sie dienen als Puffer, um einen Informationsverlust in Folge von Verkürzungen zu vermeiden.
Wo kommt das Enzym Telomerase vor?
Im Keimzellen, Stammzellen und Tumorzellen
Wie genau werden die DNA-Fragmente durch Ligase verbunden?
- Bildung eines kovalenten Enzym-AMP-Komplex
–> In Eukaryoten kommt AMP aus ATP
–> In Prokaryoten kommt AMP aus NAD+
Übertragung von AMP auf den Lysinrest von Ligase - AMP wird an ein freies 5’Phosphat-Ende der Okazaki-Fragmente abgegeben.
- nucleophiler Angriff der 3’OH-Gruppe auf das 5’-Phosphat
–> Entstehung einer Esterbindung
Was ist ein Primosom?
Multiproteinkomplex aus DNA-Polymerasen inklusive Primer
Erkläre die genaue Arbeitsweise von Topoisomerase I und II
Die Topoisomerasen lösen die Superhelices auf
Topoisomerase I: ATP-unabhängig, trennt nur einen DNA-Strang
OH-Gruppe des Tyrosylrests der Topoisomerase I greift die Phosphodiesterbindung nucleophil an –> Einzelstrangbruch
Topoisomerase II: ATP-abhängig, trennt beide DNA-Stränge
Erkläre wie sich der Prä-Initiationskomplex bildet.
–> G1-Phase:
- ORC-Komplex, Proteine: Cdc6 und Cdt1, Helicas Mcm lagern sich auf der DNA zusammen
–> Eintritt in die S-Phase:
- Aktivierung der cyclinabhängigen Kinase
-> Cdc6 wird phosphoryliert
-> Helicase Mcm dissoziiert und beginnt mit der Entspiralisierung
-> cyclinabhängige Kinasen phosphorylieren ORC-Komplex und verhindert dadurch Bildung neuer Initiationskomplexe
