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Questions and Answers

Was beschreibt das zentrale Dogma der Molekularbiologie?

  • Die Synthese von Lipiden aus Proteinen.
  • Die Speicherung von RNA-Daten in der Zellkern.
  • Die Expression genetischer Informationen von DNA zu RNA und dann zu Protein. (correct)
  • Die Umwandlung von Aminosäuren in DNA.

    • Welches Feld der Biologie hat Friedrich Miescher entscheidend beeinflusst?

  • Zellbiologie durch die Untersuchung von Zellteilen.
  • Phytologie durch die Analyse von Pflanzenmaterial.
  • Die Biochemie durch die Entdeckung von DNA. (correct)
  • Mikrobiologie durch die Entdeckung von Bakterien.

    • Was war das Hauptziel des Experiments von Hershey und Chase?

  • Der Beweis, dass DNA das genetische Material ist. (correct)
  • Die Isolierung und Analyse von bakteriellen Zellwandkomponenten.
  • Die Bestätigung, dass Proteine die genetischen Informationen tragen.
  • Die Entdeckung des Virus der Escherichia coli.

    • Wie hoch ist die Fehlerquote der DNA-Replikation?

    <p>1 von 10 Milliarden Fällen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften traf Miescher in seiner Analyse von DNA an?

    <p>DNA wird bei niedrigem pH unlöslich.</p> Signup and view all the answers

    Warum ist die Genauigkeit der DNA-Replikation so hoch?

    <p>Durch präzise Synthese und Fehlerkorrekturmechanismen.</p> Signup and view all the answers

    Welches Element ist nicht in der chemischen Struktur von DNA enthalten?

    <p>Schwefel</p> Signup and view all the answers

    Welche Methode verwendete Miescher zur Analyse von Zellen?

    <p>Präzipitation und Sedimentation.</p> Signup and view all the answers

    Welche Enzyme sind für die Synthese des lagging strands verantwortlich?

    <p>DNA Polymerase III und Primase</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der SSBPs bei der DNA-Replikation?

    <p>Einzelstränge vor Beschädigungen schützen</p> Signup and view all the answers

    Warum benötigt der lagging strand einen RNA-Primer?

    <p>Da DNA-Polymerasen nur an bestehenden Strängen arbeiten können</p> Signup and view all the answers

    Wie schließt DNA Polymerase I die Lücken zwischen Okazaki-Fragmenten?

    <p>Durch Verlängerung am 3' Ende der Fragmente</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptschwierigkeit bei der Replikation des lagging strands?

    <p>Er wird in diskontinuierlichen Fragmenten synthetisiert</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat DNA Ligase in der DNA-Replikation?

    <p>Verbindet DNA-Stränge und schließt deren Brüche</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn SSBPs während der Replikation der DNA fehlen?

    <p>Einzelstränge könnten geschnitten oder beschädigt werden</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Synthese des leading strands durchgeführt?

    <p>In kontinuierlicher Richtung mit DNA Polymerase III</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion von Topoisomerase II in Bezug auf bakterielle Chromosomen?

    <p>Sie führt Schnitte im DNA-Strang ein und generiert negative Supercoils.</p> Signup and view all the answers

    Wie muss DNA Polymerase III DNA synthetisieren?

    <p>Von 5' nach 3'.</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird zuerst synthetisiert, um die Genauigkeit der DNA-Replikation zu erhöhen?

    <p>Primer-RNA.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Architektur von DNA Polymerasen am besten?

    <p>Sie ähnelt einer rechten Hand mit Fingern und Daumen.</p> Signup and view all the answers

    Was bewirkt die negative Supercoiling von DNA in thermophilen Archaeen?

    <p>Es ermöglicht die Lagerung von langen DNA-Genomen in kleinen Zellen.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Rolle von Primase besser?

    <p>Sie synthetisiert den RNA-Primer, der für die DNA-Replikation notwendig ist.</p> Signup and view all the answers

    Warum müssen DNA-Stränge bei der Replikation entwirrt werden?

    <p>Um die Genauigkeit des Kopiervorgangs zu gewährleisten.</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist entscheidend für das Relaxieren von Supercoils während der DNA-Replikation?

    <p>Topoisomerase I.</p> Signup and view all the answers

    Was zeigt das Experiment von Meselson und Stahl über die DNA-Replikation?

    <p>DNA-Replikation ist semikonservativ.</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft der DNA stellt ein topologisches Problem bei der Replikation dar?

    <p>Die Doppelhelixstruktur, die entwunden werden muss.</p> Signup and view all the answers

    Warum ist Energie nötig, um DNA während der Replikation zu schmelzen?

    <p>Um die Wasserstoffbrückenbindungen zu brechen.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert nach der ersten Runde der bakteriellen Replikation im Meselson-Stahl-Experiment?

    <p>Es erscheint ein gemischtes Band mit Stickstoff 14 und 15.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Fehler treten typischerweise in jeder 10 Milliarden kopierten Nukleotiden auf?

    <p>1 Fehler</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über die DNA-Bindungsdomäne des Glukokortikoid-Rezeptors ist korrekt?

    <p>Sie bindet an das Rückgrat der DNA.</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Basenpaare müssen in einem bakteriellen Genom typischerweise in 20 Minuten kopiert werden?

    <p>4,6 Million</p> Signup and view all the answers

    Welches Problem entsteht durch die Überwinding der DNA während der Replikation?

    <p>Die DNA kann nicht richtig geschmolzen werden.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der lagging Strang während der DNA-Replikation verlängert?

    <p>Diskontinuierlich in kurzen Fragmenten</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Trombone-Modell der DNA-Replikation?

    <p>Eine einzige Replikationsmaschine repliziert beide Stränge gleichzeitig.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Struktur des Zucker-Ribose-Rückgrats in der DNA?

    <p>Es hat 5’-OH Gruppen auf einer Seite und 3’-OH Gruppen auf der anderen.</p> Signup and view all the answers

    Warum ist die Fehlerquote bei der DNA-Replikation so niedrig?

    <p>Die aktiven Stellen der Polymerasen sind sehr spezifisch für die Basenpaarung.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert während der bidirektionalen Replikation von zirkulärer DNA?

    <p>Die Replikationsgabeln entfernen sich voneinander, bis sie kollidieren.</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Abstände und Drehungen zwischen den Basenpaaren in der DNA trifft zu?

    <p>Der Abstand zwischen jedem Basenpaar beträgt 3,4 Å mit einer 36 Grad Drehung.</p> Signup and view all the answers

    Welche Rolle spielt die Exonuklease-Aktivität der DNA-Polymerasen?

    <p>Sie entfernt fehlerhaft eingebaute Nukleotide.</p> Signup and view all the answers

    Warum ist die B-Form der DNA für biologische Prozesse bevorzugt?

    <p>Die breite und flache Hauptgrube ermöglicht sequenzspezifische Erkennung durch regulatorische Proteine.</p> Signup and view all the answers

    Welches Merkmal der DNA ist entscheidend für die Stabilität der Doppelhelix?

    <p>H-Brücken zwischen den komplementären Basen.</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit dem Template-DNA während der Synthese des lagging Strangs?

    <p>Es wird ausgezogener und gestaffelt durch den Replisomen nährungsgeführt.</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Hauptfunktion der DNA-Polymerasen während der Replikation?

    <p>Sie stellen sicher, dass die richtigen Nukleotide ergänzt werden.</p> Signup and view all the answers

    Wie unterscheiden sich die A-Form und die B-Form der DNA in ihrem Profil?

    <p>Die zugrunde liegende Zuckerkonfiguration sorgt für die strukturellen Unterschiede.</p> Signup and view all the answers

    Wie funktioniert das Prinzip der komplementären Basenpaarung in der DNA-Replikation?

    <p>A paart sich mit T und G mit C.</p> Signup and view all the answers

    Was beeinflusst die Erkennung bestimmter DNA-Sequenzen durch Proteine?

    <p>Die Eigenschaften der Hauptgrube der DNA.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen ist über die Basen in der DNA korrekt?

    <p>Die Basen sind an der gleichen Stelle mit dem Zucker-Rückgrat verknüpft.</p> Signup and view all the answers

    Was ist die typische Breite der DNA-Doppelhelix?

    <p>20 Å.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Fundamentals in Biology 1: From Molecules to the Biochemistry of Cells - Part 1

    • DNA Replication, Recombination, and Repair: This section introduces the fundamental biological process of DNA replication, recombination and repair.
    • Central Dogma of Molecular Biology: The flow of genetic information: DNA → RNA → Protein. Accurate replication and preservation of genetic information are crucial.
    • DNA Replication Error Rate: Extremely precise, with an error rate of 1 in 10 billion nucleotides. Errors are corrected through proofreading and repair mechanisms.
    • Friedrich Miescher's Discovery: Miescher isolated DNA in the 1860s, distinguishing it from proteins as a key component of cells. He found it lacked sulfur but contains phosphorous and nitrogen.
    • Hershey-Chase Experiment (1952): Demonstrated unequivocally that DNA, not protein, carries genetic information. A bacteriophage experiment using radioactive labelling.
    • Chargaff's Rules: Adenine always pairs with thymine (A=T), and guanine always pairs with cytosine (G=C) in DNA. The ratios of these nucleobases are constant across different organisms.
    • Watson and Crick's DNA Model: Proposed the double helix structure of DNA, based on existing data. The base pairing, the width of the bases are constant, and the sequence of one strand determines the sequence of the complementary strand.
    • DNA Structure: Double helix with a sugar-phosphate backbone and nitrogenous bases. The strands are antiparallel (5' to 3' and 3' to 5').
    • DNA's Topological Problem: Unwinding DNA for replication creates torsional strain.
    • Topoisomerases: Enzymes that relieve the torsional strain by cutting and rejoining DNA strands. This is crucial for the process of replication to happen. Type I and Type II topoisomerases relieve supercoiling.
    • DNA Polymerases: Enzymes responsible for copying DNA. DNA Polymerase III is the primary polymerase in bacteria. Polymerases have a finger, palm, and thumb domains, essential for DNA copying. They have accuracy.
    • Primase: Synthesizes short RNA primers, necessary to initiate DNA synthesis.
    • Okazaki Fragments: Short fragments of DNA synthesized on the lagging strand during replication.
    • Replication Fork: The point where DNA is separated for replication.
    • Replication Bubbles and Forks: The replication process involves opening up the DNA creating a bubble with two replication forks. It proceeds in opposite directions.
    • Trombone Model: The leading and lagging strands are replicated simultaneously, with the lagging strand looping to allow continuous synthesis in the opposite direction of the replication fork movement.
    • Circular DNA Replication: Starts at a single origin, and proceeds in opposite directions till the two replication forks meet.
    • DNA Repair: Mechanisms to correct errors and damage in DNA.
    • Nucleotide Excision Repair (NER): Fixes bulky DNA damage, such as thymine dimers caused by UV light.
    • Base Excision Repair (BER): Fixes small, non-bulky DNA lesions, such as uracil in the DNA resulting from cytosine deamination.
    • Mismatch Repair (MMR): Corrects mismatched bases or small insertions/deletions during replication, which can lead to permanent changes (mutations) in hereditary genes.
    • Spontaneous DNA Mutations: Mutations can occur.
    • Transitions and Transversions: Types of point mutations in DNA.
    • DNA Recombination: Exchange of genetic information between DNA molecules. It plays a crucial role in genetic diversity and DNA repair. This involves a Holliday junction.
    • Homologous Recombination: Recombination for repair or genetic diversity occurs for similar DNA sequences.
    • Site-Specific Recombination: Recombination for specific DNA target sequences.

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