DNA Biosynthese Q1 Flashcards
(17 cards)
RNA-Prozessierung (proteinbiosynthese)
Spleißen :
In der Prä-mRna sind Intron sowie Exon ABschnitte enthalten. Die Introns enthalten keine INformation für entstehende proteine (nichtcodierend)
-(Konstitutives Spleißen) Durch Spleißosome (ribonucleinproteinpartikel zusammenschluss) werden die Introns herausgeschnitten und die 3‘ enden mit den 5‘ enden der benachbarten extrons vernküpft
-(Alternatives Spleißen) die SPleißosome schneiden bei jedem durchgang unterschiedliche exons sowie introns heraus und unterschiedliche exons und introns werden beibehalten. So entstehen verschiedene mRNA-Stränge welche zu verschiedenen Proteinen translatiert werden also ( mehere durchgänge des spleißens an der ausgangsprämrna die unterschiedliche mRna entstehen lässt )
RNA-Prozessierung(proteinbiosynthese)
Polyadenylierung :
SChutz der frisch transcribierten prä mRNA vor Abbau durch Exonucleasen , stabilisierung der prä mRNA sowie unterstütung für den mRNATransport und Translation
- NAch transkriptionsabschluss wird durch Poly(A)-Polymerase ein Poly(A)-Schwanz (200-250 Adenin-Nukleotide) and das 3´-Ende angefügt , sequenz AAUAAA-3´-AAAAAAAAAA…….
Prä-mRNA-Prozessierung (proteinbiosynthese)
PRÄ-mRNA-EDITING: Kann passieren muss aber nicht
Deletion: Entfernen von Nukleotiden
Insertion: Hinzufügen von NUkleotiden
Substitutution: AUstausch von Nukleotiden
FOlgen: Verfrühte oder Verlängerte Beendigung der Translation
-> Kürzere längere Proteine
- Veränderung der späteren RNA-Sequenz bzw. der späteren Proteinsequenz (proteinform)
Startcodon:AUG
Stoppcodons:UAA;UAG;UGA
Proteinbiosynthese
Translation: mrna->POlypeptid
: (mrna wird durch die KErnporen des Zellkerns in das Cytopolasma transportiert. Dort findet die Translation statt )
3mrnabasen=codon für eine aminosäure
tRNA:TransferRNA besitzt anticodon komplimentär zum codon (und trägt die dem codon entsprechende AMinosäure )
Ribosomen:Ort der Translation
Besteht aus Großer und kleiner Untereinheit
Gr: EPA bindungstellen 3 stück.
Initiation: Ribosom Untereinheit bindet an der 5‘ Cappgruppe der mrna. wandert danach zum startcodon AUG (5‘->3‘)
Anticodon einer beladenen tRna bindet an Startcodon . Große untereinheit kommt hinzu
Sodass die trna die P stelle besetzt
Elongation: weiterne tRna mit anticodon bindet und besetzt die A-Stelle. Aminosäure wird von trna der p stelle gelöst und bindet mit aminosäure der a stelle. Beide wandern eine stelle im Ribosom weiter. Trna an e stelle löst die bindung auf und kehrt ins cytoplasma zurück.
Termination: elongation endet wenn ein stoppcodon (UAA;UAG;UGA ) die translation beendet. Codieren keine aminosäure und keine trna bindet an sie sondern ein Release-Faktor . Dieser setzt die trna aus der p stelle frei und löst die poly-peptidbindung . (Freisetzen verteilen)
Viele ribosomen können hintereinander die translationen durchführen und so viele proteine produzieren
Exonukleasen bauen die rna nach eineiger zeit ab (start oder end codon zerstört translation erliegt) (von beiden seiten)
Proteinbiosynthese
Transkription: DNA->prä-mRna
Rna-Poly-merase!!!!
Initiation: Promotor (promotorsequenz) ( bereich hoher adenin-thyminanteil) ( bindet an diesen bereich) an diesen bindet die RNA Polymerase und entwindet die dna und
Transkribiert den CodoGenen Strang
Matritzen,codogener strang wird als vorlage genommen. Vernüpft nun neue rna-Nukleotide an das 3´ende des wachsenden stranges (siehe aufbau unterschied zur dna (desoxyribose-ribose-Uracil anstatt thymin)
Enzym Bewegt sich von 3in 5richtung
Und produziert antiparallel die richtung
Termination: terminatorsequenz lässt das enzym von der DNA lösen und das transkript(Prä-mRNa) wird freigesetzt
Capping: während der transkription wird am 5‘ ende eine 7-Methylguanosingruppe hinzugefügt -> schutz vor abbau durch enzyme, erkleichterung des transports der reifen mrna zum zytoplasma und initiationsfaktor für das ribosom bei der translation
Capping nochmal kontrollieren
Capping
• während RNA-Polymerase Gen transkribiert
• findet am 5‘-Ende von prä-mRNA-Strang
• Schutzmaßnahme Schutzmaßnahme—> am Ende RNA-Strang eine Guanosin-Gruppe
• Guanosin Gruppe an 7. Stelle methyliert
• —> dadurch prä-mRNA „verschlossen“
• —> Transkript geschützt vor dem Abbau durch Exonukleasen
Dna Replikation
DNA-Replikation
Topoisomerare entspiralisiert die Dopphelix der Dna
HElikase löst die wasserstoffbrücken und öffnet die dna damit sodass eine Replikationsgabel öffnet. SSBPOroteine binden an die stränge und verhindern damit zusammenlagerung der sträne
PRimase lagert an 3’ ende der stränge kurze Komplementäre RNa
primer an
DNA-Polymerase heftet sich an primer und synthetisiert in 3‘richtung des neuen stranges arbeitet also von 3‘ zu 5‘ am codierenden strang
Auf der einen seite reciht ein PRimer und und die polymerase kann immer weiter synthetisieren während auf der anderen seite immer wieder neue primer in der nähe der replikationsgabel benötigt werden, damit die Polymerase weiter von 5‘ in 3‘ richtung synthetisieren kann. Dabei entstehen lücken zwischen den ABschnitten (Okazaki-Fragmente)
ANdere Polymerase ersetzt anschließend bei rna-Primer (uracil durch thymin sowie ribose mit desoxyribose) rna zu dna)
Zum schluss schließt die dna ligase die noch vorhandenen lücken
Aufbau DNA/Rna nukleotid
Base + Ribose/desoxyribose+ Phosphatgruppe
Meselson-Stahlexperiment
Bakterien im N15 (stickstoffisotop) zu N14 stickstoff transferiert, § vermutungen konservativ (dna verdoppelt sich als ganze doppelhelix neu) dispersiv ( mischung aus alter und neuer dna ) semi-konvservative Replikation ( jede neue helix besteht aus einem neuen und einem alten strang) und stimmt nach erster teilung alle gleichschwer nach zweiter gibt es 2 unterschiedlich schwere dna stränge ( tipp: einfach zeichnen)
Dna AUfbau
In sich spiralförmig verdrehte Doppelhelix
(Leiter zeichnen abwechselnd zucker und phopsphat unten liks 3‘ oben recht 3‘ und so antiparallel zeichnen also wenn links phosphat recht zucker ) basen egal hauptsache komplementär zueinander
Prokaryoten zellen Aufbau
freies Ringförmiges , spiralisiertes Dna-MOlekül (90%) der Erbinformationen
Zusätzlich plasmide kleine ringförmige dna-Moleküle
- viel kleiner als eucyten
- Zur fortbewegung GEißeln
Weniger Organellen aber ribosomen
Zellwand+ schleimhülle/kapsel
Kaum unterschiedliche reaktionsräume
Ribosom-> PRoteinsynthese
Zellteilung ungeschlechtlich in rund 60 minuten
Konjugation bei prokaryotischen Zellen
Besonderes Gen vorraussetzung (fertilitäts-Faktor F-Faktor)
F+ zelle besitzt dieses Gen und kann dadurch eine plasmabrücke zu einer F- Zelle ausbilden
( nur von F+ zu Fminus zelle ) nur die plasmide mit dem Gen können übertragen werden (Plasmidkopie )
F+ Faktor in chormosom = HFr-Zelle kann teile oder ganzes chromosom als kopie übertragen
Höhe mutationsrate durch einfache genveränderung
Transformation Prokaryoten
Transformation ist ein biologischer Prozess, bei dem Bakterien freie DNA aus ihrer Umgebung aufnehmen und in ihr eigenes Genom integrieren. Dies trägt zur genetischen Vielfalt und Anpassungsfähigkeit von Bakterien bei.
Viele Prokaryoten besitzen diese Fähigkeit (kein einzelner Faktor wie bei KOnjugation dafür verantwortlich )
Proteinbiosynthese vergleich Prokaryoten Eukaryoten
Nach transkription direkt reife mRna dar diese bei Prokaryoten keine Introns enthält
Deshalb fällt auch kein spleißen oder editing an oder capping sowie polyadenylierung
Die Prozesse finden alle im cytoplasma statt sind also nicht partiell voneinader getrennt und können dadurch nahezu gleichzeitig stattfinden (transcription und translation) , weshalb der Prozess schneller vorbei ist
Experimente von Frederick Griffith (1928)
Ziel: Zu untersuchen, ob Bakterien ihre Eigenschaften durch eine Art von “Erbmaterial” austauschen können.
Material:
Zwei Stämme von Streptococcus pneumoniae:
S-Stamm: Kapselbildend und krankheitserregend (tödlich für Mäuse).
R-Stamm: Nicht-kapselbildend und harmlos.
Experiment:
Mäuse wurden mit dem S-Stamm infiziert, was zu ihrem Tod führte.
Mäuse wurden mit dem R-Stamm infiziert, und sie überlebten.
Mäuse wurden mit einer Mischung aus dem hitzegetöteten S-Stamm und dem lebenden R-Stamm infiziert. Diese Mäuse starben.
Aus den toten Mäusen konnte der lebende S-Stamm isoliert werden.
Schlussfolgerung: Griffith schloss daraus, dass eine Art von “Transformationsprinzip” existiert, bei dem der harmlose R-Stamm durch das Erbmaterial des hitzegetöteten S-Stamms in den tödlichen S-Stamm umgewandelt wurde. Dies war der erste Hinweis darauf, dass DNA das Trägermaterial der Erbinformation ist.
Experimente von Oswald avery
Ziel: Zu bestimmen, welches Molekül (DNA, RNA oder Protein) das Transformationsprinzip war, das Griffith entdeckt hatte.
Material: Die gleichen Bakterienstämme, die Griffith verwendete.
Experiment:
Avery und seine Kollegen isolierten die DNA, RNA und Proteine aus dem S-Stamm.
Sie führten dann mehrere Tests durch:
Sie behandelten den isolierten DNA-Stamm mit Enzymen, die entweder die DNA (DNase) oder die RNA (RNase) abbauten.
Wenn sie die DNA abbauten, konnte der R-Stamm nicht mehr transformiert werden.
Wenn sie die RNA oder Proteine abbauten, konnte die Transformation weiterhin stattfinden.
Schlussfolgerung: Avery, MacLeod und McCarty schlossen, dass die DNA das Transformationsprinzip ist und die genetische Information überträgt. (Dna= erbmaterial geiles Wort )
- Entdeckung von Watson und Crick (1953)
Ziel: Die Struktur der DNA zu entschlüsseln, um zu verstehen, wie sie genetische Informationen speichert und überträgt.
Material:
Daten von Rosalind Franklin und Maurice Wilkins (Röntgenkristallographie der DNA).
Chargaffs Regel (Verhältnis der Basen A
und G
).
Experiment:
Watson und Crick nutzten die Röntgenkristallographie, um die Struktur der DNA zu visualisieren. Sie erkannten die Doppelhelixstruktur.
Sie erstellten ein Modell, das zeigte, dass:
Die DNA aus zwei komplementären Strängen besteht, die spiralförmig gewunden sind.
Die Basenpaare (Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin) durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind.
Die Rückgrate der DNA bestehen aus Zucker und Phosphat.
