DNA-Replikation Flashcards
(26 cards)
Welche theoretischen Replikationsmechanismen gibt es?
Konservativ
Semikonservativ
Dispersiv
Wie lässt sich Semikonservativer Replikationsmechanismus nachweisen? Experiment
durch Markierung mit radioaktivem N15-Isotop
–> Meselson-Stahl-Experiment 1958
Wie verhält sich semikonservativ replizierte DNA im MS-Experiment?
- Teilung: 1 Bande
- Teilung: 2 gleichbreite
- Teilung 2 Banden, “Leichtere” 3x breiter
Welche Enzyme/Proteine sind bei Initiation beteiligt?
Topoisomerase
SSB (single-strand DNA binding) Proteine
Helikase
Was kann Topoisomerase
Entspiralisierung DNA-Doppelhelix (supercoiled DNA)
Topoisomerase 1: durch Einzelstrangbrüche (nicking-closing-Enzyme)
Topoisomerase 2: durch Doppelstrangbrüche (z.B. Gyrase, E.Coli)
Wiederverknüpfung des Schnitts
Wie wirken Topoisomerase-Hemmer und wo werden sie eingesetzt?
Beeinträchtigung Replikation und Transkription
Stillstand Zellzyklus
Krebstherapie
Was kann Helicase?
löst H-Brücken zwischen den Strängen
Was können SSB-Proteine?
Binden an einzelstränge und verhindern Sekundärstrukturen (Paarung ssDNA mit sich selbst)
Enzym und Ort für Anlagerung der Primer
Primase:
Lagert am 3‘-Ende der Matrizenstränge
kurze, komplementäre RNA-Primer an
In welche Richtung arbeitet DNA-Polymerase und warum?
Anlagerung eines
Desoxynukleotids an das 3‘-OH-Ende einer Polynukleotidkette
–> neu DNA-Polymerase-synthetisierte DNA-Strang wächst in
5‘ →3‘-Richtung
Grund: Braucht ein freies 3‘-OH-Ende als Startpunkt
(Braucht einen Primer!)
Bei Anlagerung wird Triphosphat am neuen Nukleotid zu Pyrophosphat –> Hydrolyse zu 2 anorg. Phosphaten
gespalten –> Energie
verbleibendes Phosphat kann am 3´Ende binden
Wie wird richtige Erkennung dNTPs bei Polymerisation erkannt?
nur bei komplementärer Basenpaarung dNTP-Matrizenstrang kann Phosphordiesterbindung erfolgen
Schritte Elongation
- DNA-Polymerase synthetisiert in 3’-Richtung des
neuen Strangs komplementäre DNA-Nukleotide - Der Folgestrang wird in Segmenten
kopiert, die später verknüpft werden - Die RNA-Primer müssen durch DNA
ersetzt und die Okazaki-Fragmente verknüpft werden
Funktionsweise DNA-Klammer
- Bindung Klammer an DNA
- Bindung DNA-Polymerase an Klsmmer-DNA-Komplex
- Klammer hält Polymerase stabil an DNA (würde sonst abfallen)
Wie lang sind Okazaki Fragmente?
Okazaki-Fragmente“ sind 1000 bis 2000 bp lang in Prokaryoten und
100 bis 200 bplang in Eukaryoten
Was kann Ligase?
OKAZAKI-Fragmente verknüpfen
Was kann DNA-Polymerase 1?
Auffüllen der Lücken nach Entfernung des Primers, 5’ zu 3’ Exonukleaseaktivität
Was kann DNA-Polymerase 2?
DNA-Reparatur und Backup
Unterschied Replikation Pro- Eukaryoten?
- verschiedene DNA Polymerasen,
Helikasen, Topoisomerasen und Ligasen - Prokaryoten 1einziger Replikationsursprung, Eukaryoten
mehrere - Unterschiedliche Termination der DNA-Replikation zwischen linearer und
ringförmiger DNA (Eukaryoten haben Telomere– Benötigt Telomerase)
Was kann Telomerase?
NUR bei Eukaryoten
Sorgt für die komplette Replikation der Enden linearer Chromosomen –> hat RNA-Matrize
Wie wird bei Eukaryoten kontrolliert, dass Replikation nur zum richtigen Zeitpunkt startet?
durch Phosphorylierung des für die Initiierung
verantwortlichen Proteinkomplexes
Wie wird bei Prokaryoten kontrolliert, dass Replikation nur zum richtigen Zeitpunkt startet?
durch Methylierung am Replikationsursprung –> nur an vollständig methyliertem Ursprung startet Replikation
Wie groß ist E-Coli Genom, wie lange dauert Verdopplung?
E. coli braucht etwa 30 Minuten, um sein Genom mit
4,6 Mio. Nukleotidpaaren zu verdoppeln.
Start der Replikation Prokaryoten
a) Initiatorproteine binden sich an bestimmte
DNA-Sequenzen im ORI und destabilisieren die Doppelhelix (AT-reiche Sequenzen)
b) Laden und Aktivieren Helicase
c) Laden DNA-Primase
d) Synthese RNA-Primer
e) DNA-Polymerase startet Synthese am Leitstrang, beladen mit 2 weiteren DNA-Polymerasen Beginn Synthese Folgestrang
f) 2 Replikationsgabeln bewegen sich in unterschiedliche Richtungen
Termination Prokaryoten
Termination am gegü. liegenden Ende des ORI
Replikationsgabeln des zirkulären E. coli-Chromosoms treffen sich an
Terminationserkennungssequenz (Ter)
* Tus-Protein bindet sich an die Ter-Sequenz und stoppt Helikase und DNA-Polymerase
* Topoisomerase II schneidet die beiden Stränge einer ringförmigen DNA, um sie zu trennen
