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Molekulare Genetik Flashcards

(120 cards)

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1
Q

Was sind DNA-Polymerasen?

Wie katalysieren sie der Synthese von DNA?

A

DNA-Polymerasen sind Enzyme

Durch die miteinander Verbindung von monomeren Nucleotide zu langen Polynucleotiden.

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2
Q

Nenne Sie das zentrale Dogma der Molekularbiologie

A

In allen lebenden Zellen fließt die genetische Information von der DNA zur RNA (Transkription) und von der RNA zum Protein (Translation).

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3
Q

Warum werden Sie oft als DNA-abhängiger DNA-Polymerase genannt?

A

weil die Vorlage eine DNA-Sequenz ist

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4
Q

Was passiert bei der DNA-Polymerasereaktion?

A

Bei der DNA-Polymerasereaktion handelt es sich um einen nukleophilen Angriff des Sauerstoffatoms der freien OH-Gruppe der DNA am α-Phosphor-Atom des einzubauenden Nucleotid.

Deshalb benötigen alle DNA-Polymerasen ein freies 3´-OH-Ende eines Nucleotides als Startpunkt und eine Matrize (Vorlage), zu der sie die komplementäre Sequenz synthetisieren.

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5
Q

Was benötigen alle DNA-Polymerasen als Startpunkt und Vorlage?

Warum?

A

Ein freies 3´-OH-Ende eines Nucleotides als Startpunkt und eine Matrize (Vorlage),

, weil sie zu der die komplementäre Sequenz synthetisieren

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6
Q

Bei einer von ca. 104 - 105 Reaktionen wird…..

A

Ein falsches Nukleotid eingebaut.

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7
Q

Wie sorgen DNA-Polymerasen fur Erhohung der Genauigkeit?

Geben Beispiel

Wofur sorgt sie?

A

Sie sorgt dafur, indem einige DNA-Polymerasen uber weitere Enzymaktivitäten verfügen, wie z. B. eine 3´-5´-Exonucleaseaktivität, die für eine Korrekturlesefunktion (proof reading) sorgt.

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8
Q

Welche DNA Polymerase ist in Bakterien für die Replikation zuständig?

A

In Bakterien ist die Polymerase III für die Replikation zuständig.

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9
Q

Wie viele DNA Polymerasen befindet sich in Säugetieren?

Was ist die Funktion die Polymerase δ und ε?

Nennen Sie die anderen

A

Fünf DNA-Polymerasen.

δ: Synthese bei der Replikation den Folgestrang

ε fur den Leitstrang.

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10
Q

Nukleinsäuren sind Makromoleküle

Richtig/Falsch

Woraus besteht sie?

A

Nukleinsäuren sind Makromoleküle, die aus kleineren Bausteinen bestehen, den Nukleotiden.

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11
Q

Woraus besteht ein Nukleotid. Daraus erklaren Sie die Unterscheid von
Nukleosid.

A

Ein Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, einem C5-Zucker (Pentose) und
einer Phosphatgruppe.

Nukleosid ist die Kombination aus einer Base und einem Zucker; keine Phosphatgruppe.

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12
Q

Welche Basen unterscheidet man und wie sind sie strukturiert?

A

Pyrimidin- und Purinbasen

Pyrimidinbasen bestehen aus einem
einzigen Ring, Purinbasen aus einem Doppelring.

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13
Q

Wie verbinden die Pyrimidinbasen und Purinbasen?

A

Uber Wasserstoffbruckenbindung

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14
Q

Welche Basen sind in der DNA und RNA zu finden und wie unterscheiden sie sich?

A

In der DNA
Die Purinbasen Adenin und Guanin
Die Pyrimidinbasen
Cytosin und Thymin.

In der RNA ist Thymin durch die Pyrimidinbase Uracil ersetzt.

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15
Q

Die Reihenfolge der Basen in der Nukleinsäure codiert….

A

Die
Reihenfolge der Basen in der Nukleinsäure codiert die Reihenfolge der Aminosäuren
in einem Protein.

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16
Q

Was ist der Unterschied zwischen Ribose und 2’-Desoxyribose?

A

Bei der 2-
Desoxyribose ist die OH-Gruppe am zweiten C-Atom durch ein H-Atom ersetzt

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17
Q

Unterscheid zwischen DNA und RNA

Gemeinsamkeiten (je mindestens 3)

A

Vergleichen mit Noten

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18
Q

Wer entschlüsselte die Struktur der DNA und wann?

A

1953

die Molekularbiologen James Watson und Francis Crick

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19
Q

Wie ist die Struktur der DNA aufgebaut?

A

Die DNA ist in der Regel doppelsträngig, wobei die Purinbasen eines
Stranges über Wasserstoffbrücken mit den Pyrimidinbasen des anderen Stranges
verbunden sind und umgekehrt.

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20
Q

Wodurch erhalten die DNA Strange die Doppelhelix

Wie ordnen sich die DNA-Einzelstränge zueinander

A

Durch die Wasserstoffbrücken erhalten die DNA-Stränge eine bestimmte räumliche
Struktur, die Doppelhelix.

Beide DNA-Einzelstränge ordnen komplementär zueinander durch die festgelegte Basenpaarung (ChargaffRegeln)

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21
Q

Welche Base paaren zusammen?

Daraus begrunden Sie welche sind stabiler

A

Adenin paart
mit Thymin durch 2 Wasserstoffbrückenbindungen

Guanin mit Cytosin durch 3
Wasserstoffbrückenbindungen.

Guanin mit Cytosin, weil sie 3 H-Bindung hat

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22
Q

Wie sind die einzelnen Nukleotide verknüpft?

A

Die einzelnen Nukleotide sind durch Phosphodiesterbindungen zwischen dem 3´und 5´C Atom der benachbarten Pentosen miteinander verknüpft.

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23
Q

Das DNA-Molekül besitzt eine Polarität (3´ → 5´, bzw. 5´→ 3´).

Daraus erklaren Sie wie die DNA verlauft

A

Beide Stränge verlaufen antiparallel
zueinander

das 3´-Ende liegt gegenüber dem 5´-Ende des einen Stranges und umgekehrt.

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24
Q

Welche Struktur der DNA liegen an ausser und inneren Seite

A

Das negativ geladene, hydrophile Zucker-Phosphat-Rückgrat liegt an der Außenseite,

Die hydrophoben Basen sind ins Innere des Moleküls ausgerichtet

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25
Funktion der Furche
Sie ermöglichen vielfältige Wechselwirkungen mit verschiedenen Proteinen.
26
Was sind die Funktionen der DNA in einer Zelle?
1. Speicherung 2. Weitergabe, d. h. präzise Verdopplung der genetischen Information während der Zellteilung an die Tochterzellen (Replikation) 3. Vorlage für die Synthese von Proteinen (Transkription, Translation)
27
Worum handekt sich Chargraff'sche Regeln?
Erwin Chargaff ; 1950 Um eine allgemeine Gesetzmäßigkeit für die Basenzusammensetzung in der DNA aus ganz verschiedenen Lebewesen
28
Nennen Sie Chargraff'sche Regeln
1. Die Basenzusammensetzung der DNA ist von Spezies zu Spezies unterschiedlich 2. Die DNA jeder Spezies besteht nur aus den vier „Grundnukleotiden“ dAMP, dCMP, dGMP und dTMP in unterschiedlicher Anordnung (dAMP für 2´-Desoxyadenosin-5´-monophosphat) 3. DNA-Proben aus unterschiedlichen Geweben eines Individuums sind gleich 4. Die Basenzusammensetzung der DNA einer Spezies ist unabhängig von Alter, Ernährungszustand und Lebensraum 5. In allen DNA-Molekülen gilt: A = T und C = G und A + G = T + C
29
Wofur gilt Chargraff-Regel
- eukaryotische Chromosomen - bakterielle Chromosomen - Genome von doppelsträngigen DNA-Viren und Chromosomen bei Archaebakterien
30
Abkurzung der PCR
Polymerase Chain Reaction
31
Wozu dient PCR
Sie ist eine Methode zur Vervielfältigung (Amplifikation) von DNA
32
Grund Mechanismus der PCR ## Footnote Nicht Schritte!
Sie ist eine temperaturabhängige, zyklisch ablaufende Reaktion, mit der spezifische Nukleinsäuresequenzen schnell und selektiv vervielfältigt werden können.
33
Was ist die Grundlage der PCR?
Die Abläufe der Replikation.
34
Beschreiben Sie den Vorgang der PCR
Vergleichen mit Noten
35
Welche DNA-Polymerase verwendet man fur PCR? Woraus und Warum?
Die DNA-Polymerase aus dem Bakterium Thermus aquaticus (Taq-DNA-Polymerase). Weil sie thermostabil ist/ hat Hitzeschutz
36
Wievielmal wird dieser dreistufige Prozess oro PCR wiederholt. Was ist die Produckt jeden Zyklus
Zwischen 30-50-mal wiederholt. Bei jedem Zyklus wird die Anzahl der DNA-Kopien verdoppelt.
37
Schauen der PCR Bild!!!
Verstanden? Zeichbar und Erklarbar?
38
Was fuhrt zur Abwandlung von Crick'sche Dogma und warum?
die Entdeckung von Retroviren (zB HIV) in 1970 Es wird bekannt, dass der Fluss von RNA zur DNA bei dieser Virengruppe durch das Enzym Reverse Transkriptase möglich ist
39
Was versteht man unter Antiparallelitat der DNA
Die Gegenlaufige Orientierung der beiden Stränge der DNA Oder Sie sind gegenläufig (antiparallel) angeordnet. Die eine Zucker-Phosphat-Kette verläuft vom 5′ Ende zum 3′ Ende ( 5′ -> 3′) (Folgestrangs), die andere „Leitstrangs“ vom 3′ Ende zum 5′ Ende (3′ -> 5′).
40
Wie bestimmen Gene den Phanotyp ein Organism?
Sie bestimmen es, dadurch dass sie die Bildung von Enzymen codiert.
41
Erklaren Sie den Begriff Genwirkkette
Unter Genketten versteht man alle Gene, die durch die von ihnen produzierten Enzyme eine Synthesekette bilden
42
Warum wurde ,,die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese" zur "Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese" gewandelt
,weil Enzyme (meistens) Proteine sind, aber nicht alle Proteine sind Enzyme.
43
War die "Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese" nochmal erweitert? Zur welche und warum? Nennen Sie Grunde, falls es gibt
Ein-Gen-ein-Protein-Hypothese werden zur Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese erweitert weil viele Proteine bestehen aus mehreren Polypeptidketten und ein Gen enthält die Information für die Synthese eines Polypeptids Manche Gene codieren für RNA-Moleküle!
44
Woraus bestehen viele Proteine? Geben Sie ein Beispiel
Aus mehreren Polypeptidketten Hämoglobin: Tetramer aus 2 α- und 2 β-Ketten Tetramer= Makromolekul aus 4 Monomer
45
Welche Zusammenhang hat das Begriff "Spleißen" mit Gen & Polypeptide?
Bei Eukaryonten können aus einem Gen durch Spleißen (Splicing) mehrere verschiedene Polypeptide entstehen.
46
Ein Gen fuhrt zu nur eine Produkt? Richtig oder Falsch
Ein Gen kann zu verschiedenen Genprodukten führen.
47
Was versteht man unter Genexpression?
Proteinbiosynthese
48
Welche Schritte umfasst die Proteinbiosynthese und wie viele?
2 bei Prokaryonten RNA-Transkription Translation 3 bei Eukaryonten RNA-Transkription RNA-Prozessierung Translation
49
Wovon findet die Genexpression statt und was ist das Endprodukt
Die Expression von Genen beginnent von der DNA-Sequenz Produkt: Fertigen Protein
50
Welche Enzyme sind an der RNA-Transkription beteiligt?
DNA-abhängige RNA-Polymerasen.
51
In welcher Richtung wird die Basensequenz der DNA während der Transkription gelesen?
Die Basensequenz der DNA wird durch Ablesen des codogenen Stranges vom 3´zum 5´-Ende zu RNA umgeschrieben = transkribiert
52
In welcher Richtung werden RNA Ketten synthetisiert? Gibt es Ausnahme?
Nein! Alle RNA-Ketten werden vom 5´-zum 3´-Ende hin synthetisiert
53
Wo findet die Transkription bei Eukaryonten und Prokaryonten statt?
im Zellkern bei Eukaryonten im Cytoplasma bei Prokaryonten
54
Welche Komponenten werden für die RNA-Synthese benötigt?
DNA Nucleosidtriphosphate der vier Basen RNA-Polymerase
55
Wie ist die eukaryontische mRNA im Vergleich zur mRNA bei Prokaryonten strukturiert?
Eukaryontische mRNA codiert nur für ein einziges Protein (= monocistronisch) die mRNA bei Prokaryonten kann Informationen für mehrere Proteine (= polycistronisch) enthalten.
56
Enzymen, die RNA abbauen
RNase
57
Was sind Promotoren und welche Rolle spielen sie bei der Transkription?
spezifische Nucleotidsequenz auf der DNA, die vor dem Genanfang liegt RNA bindet daran vor beginn der RNA Synthase Sie positioniert das Enzym an der Transkriptionsstartstelle.
58
Welche Basensequenz kommen haufig beim Promoter vor
Adenin und Thymin (TATAAA)
59
Monocistronisch mRNA Vs Polycistronisch mRNA
Monocistronisch mRNA codiert nur für ein einziges Protein Polycistronisch mRNA kann Informationen für mehrere Proteine enthalten. Monocistronisch mRNA kommt bei Eukaryonten vor, Polycistronisch mRNA bei Prokaryonten
60
Der Startpunkt der Transkription ist nicht ____________
Das AUG-Startcodon bei der Translation!
61
Wozu dient RNA Prozessierung
Schutz vor RNase (Enzymen, die RNA abbauen) während des Transports durch das Cytosol zu den Ribosomen Sie stellen Signalstrukturen für die spätere Translation dar.
62
Nennen die Vorläufer-RNAs
pre-mRNA, pre-tRNA und pre-rRNA
63
Welche Modifikationen erfahren Vorläufer-RNAs nach der Transkription?
An die pre-mRNA wird am 5'-Ende eine Cap-Struktur aus einem methyliertem Guanylrest und am 3'-Ende ein Poly-A-Schwanz (50 - 200 AMPs) hinzugefügt.
64
Wo findet die Prozessierung der pre-mRNA statt? Wie viele Reaktionen? umfasst 3 Reaktionen Ziel?
im Zellkern umfasst 3 Reaktionen die Prä-mRNA in eine reife mRNA zu überführen
65
Die eukaryontische DNA besteht aus Exons und Introns. Was bedeutet sie (Introns und Exons)?
Exons: codierenden Abschnitten Introns: nicht codierenden Abschnitten.
66
Welche RNA Abschnitt wird fur die Proteinbiosynthese benutzt?
die RNA Abschnitte der codierenden Sequenzen (Exons)
67
Erklaren Sie den Vorgang Spleißen (splicing)
Die Entfernung der nichtcodierenden Sequenzen und Zusammenfugen der codierenden Abschnitte
68
Was ist bemerkbar beim Spleissen?
Beim Spleißen werden die Exons immer in derselben Reihenfolge hintereinander angeordnet, wie sie auch auf der DNA angeordnet sind
69
Warum werden nichtcodierende Sequenzen während der RNA-Prozessierung entfernt?
weil sie nicht fur Proteinbiosynthese benotigt wird
70
Beschreiben Sie den Prozess der RNA-Transkription. und RNA- Prozessierung
Vergleichen mit Note
71
Wie werden einzelne DNA-Moleküle bei der Gelelektrophorese sortiert?
Nach ihrer Größe
72
Welches Gel wird typischerweise für die Gelelektrophorese verwendet?
Agarose
73
Was bewirkt die elektrische Spannung in der Elektrophoresekammer?
Sie verursacht Wanderung der Fragmente durch das elektrische Gel
74
Funktion der Poren Wirkungsmechanismus PCR
Die im Gel vorhandenen Poren trennen der Restriktionsfragmente, indem sie wie ein Sieb wirken
75
Bei Gelelektrophorese bleibt einige DNA Fragmente nach oben. Sind sie gross/klein
Gross
76
Nach welchem Prinzip erfolgt die Anordnung der Fragmente basierend auf ihrer Länge?
Nach der elektrophoretischen Mobilität (Beweglichkeit) Eigenschaft elektrisch geladener Körper, in einem elektrischen Feld unterschiedlich schnell zu wandern
77
Wie wird das Gel in der Elektrophoresekammer positioniert?
In der Elektrophoresekammer wird das Gel an beiden Enden in eine Pufferlösung getauscht, die an eine elektrische Spannung angelegt wird
78
Wie erfolgt die Trennung der Restriktionsfragmente im Gel?
Durch die im Gel vorhandenen Poren, die wie ein Sieb wirken und Sortierung der Fragmente basierend auf ihrer Größe.
79
Wo wandern die DNA-Fragmente und warum?
Sie wandern zum Pluspol (Anode) Weil sie wegen der Phosphat Gruppe negtiv geladen ist
80
Was ist der Zweck eines Größenmarkers bei der Gelelektrophorese?
Um die Größe der unbekannten DNA-Fragmente zu bestimmen.
81
Wie können die einzelnen Banden nach Anfärbung identifiziert werden?
Nach der Anfärbung mit Ethidiumbromid können die einzelnen Banden unter UV-Licht identifiziert werden.
82
DNA Polymerase I
Prokaryonten DNA Replikation, DNA Reperatur
83
DNA Polymerase epsilon
Eukaryonten Synthese des Leitstrangs, Reparatur
84
DNA Polymerase II
Prokaryonten DNA Reperatur
85
DNA Polymerase beta
Eukaryonten DNA Reperatur
86
DNA Polymerase delta
Eukaryonten Synthese des Folgestrangs, Reperatur
87
DNA Polymerase III
Prokaryonten DNA Replikation
88
DNA Polymerase Gamma
Eukaryonten Mitochondriale DNA
89
DNA Polymerase IV
Prokaryonten DNA Reperatur
90
DNA Polymerase alpha
Primase; synthetisiert RNA Primer Synthetisiert kurze DNA-Stucke
91
Wodurch sind genetischen Information codiert und wie sind sie organisiert
Durch die Basensequenz der DNA codiert Ist in Form vieler Gene organisiert.
92
Bereichen der DNA auf molekular Ebene
1. einem DNA-Abschnitt, von dem durch Transkription eine einzelsträngige RNA-Kopie hergestellt wird 2. allen zusätzlichen DNA-Abschnitten, die an der Regulation dieses Ablesevorgangs beteiligt sind
93
Erklaren Sie den Begriff 'Mosaikgene' Bei welchen Lebewesen kommen Sie vor? Daraus geben ein Unterschied zwischen Prokaryonten Vs Eukaryonten
Der Aufbau der Gene von Eukaryonten aus aneinandergereihten Exons (= codierende Abschnitte) und Introns (= nicht-codierende Abschnitte) Prokaryonten haben hingegen Gene aus einer einzigen durchgehenden Nucleotidsequenz.
94
Was ist der grundlegendes Konzept der molekularen Genetik.
Keine Übertragung von Information vom Protein zur Ebene der Nukleinsäuren möglich ist.
95
Zeichnen Sie das zentrale Dogma der Molekularbiologie
Vergleichen mit Noten
96
Was sind Stop-Codons? Nennen Sie Beispiel
Sie sind Codons die Proteinbiosynthese beenden. Codons UAA, UAG und UGA
97
Was sind genetische Code?
Sie sind die Zuordnung zwischen Codon und Aminosäure.
98
Nennen Sie die Eigenschaften des Genetischen Code
Vergleichen mit Notiz
99
Wie viel Tripletts und Codons und Anticodons konnen aus der vier Basen gebildet werden
Mit den vier Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Uracil (U) lassen sich 64 verschiedene Tripletts bilden. 61 verschiedene Codons und 3 Stop-Codons 4^3 – 3 = 61 verschiedene Codons und 61 komplementäre Anticodons
100
Die dritte Base eines Codons bestimmt oft nicht die Art der Aminosäure.
Richtig
101
Warum gibt es weniger als 61tRNA (normalerweise 41)
Weil eine Aminosäure sich durch verschiedene Codon-Tripletts codiert lasst die Anticodon-Region mancher tRNA-Moleküle passt gleichzeitig zu drei oder vier verschiedenen Codons auf der mRNA .
102
Was ist die Wobble Hypothese
Wobble-Hypothese ist die Vermutung von Francis Crick 1966, dass bestimmte Ungenauigkeiten zwischen Codon und Anticodon für die Funktion der tRNA bei der Proteinsynthese ausreichen müssten.
103
Die ersten beiden Basen des Anticodons müssen auf jeden Fall komplementär zu ____________________ sein.
den beiden ersten Basen des Codons
104
Die dritte Base des Codons kann sich nur mit einer komplementären Base des Anticodons paaren.
Nein! Die dritte Base des Codons kann sich auch mit einer nicht-komplementären Base des Anticodons paaren. Bei der dritten Base "schaut das Ribosom nicht so genau hin" .
105
der genetische Code ist universell Was bedeutet diese Satz? Welche Ausnahmen gibt es?
der genetische Code ist universell, d. h. gilt der genetische Code für alle Lebewesen Bis auf wenige Ausnahmen (mRNA von Chloroplasten, Mitochondrien und einige Bakterien)
106
Was ist die Translation?
Die Proteinherstellung mit Hilfe der mRNA als Vorlage.
107
Die Abfolge der Basentripletts der mRNA wird mit Hilfe der transfer RNAs und der Ribosomen in eine Abfolge von Aminosäuren eines Proteins übersetzt. Welche Vorgang gilt diese?
Translation
108
Woraus bestehen die Eukaryontische Ribosome (80S)
Aus einer kleinen (40S) und einer großen (60S) Untereinheit.
109
das AUG dient immer als Startpunkt An welchem Ende liegen es?
Nein. Nicht immer, sondern das AUG dient fast immer als Startstelle es ist dem 5'-Ende der mRNA am nächsten
110
Welche Bereiche des Ribosoms findet das Ribosom das AUG Wie schafft er das?
Die kleinere Untereinheit des Ribosoms (40S-Untereinheit) findet das AUG Es findet das AuG, indem es an die Cap-Struktur am 5'-Ende bindet und dann die mRNA sucht, bis es auf ein AUG trifft
111
Was brauchen Prokaryonten als Hilfsmittel zur Entstehung des Initiationskomplexes? Wie wird dieses Komplex gebildet?
INITIATIONSFAKTOREN Durch die Zusammenlagerung der prokaryontischen mRNA, Formylmethionin-tRNA und die 30S Ribosomen untereinheit wird Initiationskomplex gebildet.
112
Wie entsteht aus der Initiationskomplex einer 70S-Initiationskomplex bei Prokaryonten?
Die 50S-Ribosomenuntereinheit kommt zur der Initiationskomplex und durch die Besetzung der P-Stelle des Ribosoms von der fMet-tRNA entsteht den 70S-Initiationskomplex.
113
Wie viele tRNA-Bindungsstellen besitzt das Ribosom? Nennen sie vollstandug
Das Ribosom besitzt drei tRNA Bindungsstellen Die - A Stelle(für Aminoacyl-) - P Stelle (für Peptidyl-) - E-Stelle (für Exit-).
114
Wie sorgt die tRNA fur die Einbau der richtige AS
Indem Ihre Anticodon immer komplemantar zum entsprechenden Codon auf die mRNA
115
Welche Anticodon betragt die erste tRNA?
UAC Sie bindet an die P-Stelle.
116
Benotigte Komponente der Translation
mRNA tRNA Aminosäuren Enzyme Ribosomen
117
Wo tritt eine neue beladene tRNA?
Eine weitere beladene tRNA tritt in die A-Stelle und bindet mit ihrem Anticodon an das komplementäre Codon der mRNA
118
Wie wird Aminosäurekette verlangert?
Die Aminosäurekette der tRNA in der P-Stelle wird durch eine Peptidbindung auf die Aminosäure der neuen tRNA in der A-Stelle übertragen.
119
In machen Lebewesen kann die Translation beginnen, bevor die Synthese der RNAKette (Transkription) abgeschlossen ist. Welche Lebewesen gilt diese fur?
Nur bei Prokaryonten
120
Wenn wird die Proteinbiosynthese beendet.
Wenn eines der drei Stopcodons (UAA, UAG oder UGA) in der A-Stelle auftritt

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