DNA-Replikation und Proteinbiosynthese

DNA-Replikation

• Topoisomerase: Entspiralisiert die DNA-Doppelhelix, indem sie die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Matrizensträngen löst.
• Helicase: Löst Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den DNA-Strängen, um die Replikationsgabel zu bilden, wo die DNA sich öffnet und neue Basenpaarungen ermöglicht.
• SSB-Proteine: Verhindern, dass sich die entspiralisierten DNA-Einzelstränge wieder zu einer Doppelhelix zusammenlagern.
• Primase: Synthetisiert kurze RNA-Primer, die als Startpunkte für die DNA-Polymerase dienen.
• DNA-Polymerase III: Synthetisiert die neuen DNA-Stränge in 5'-3'-Richtung am Leitstrang kontinuierlich, und am Folgestrang diskontinuierlich, indem sie neue komplementäre Nukleotide an das 3'-Ende des Primers anfügt. Erstellt die Okazaki-Fragmente.
• DNA-Polymerase I: Entfernt die RNA-Primer und ersetzt sie durch DNA-Nukleotide.
• DNA-Ligase: Verknüpft die Okazaki-Fragmente miteinander.

Proteinbiosynthese

Transkription

• Initiation: RNA-Polymerase bindet an den Promotor, eine spezielle DNA-Sequenz, die den Transkriptionsstart markiert.
• Promotor: Ist eine spezifische DNA-Sequenz, welche der RNA-Polymerase signalisiert, wo der Transkriptionsstart erfolgt.
• TATA-Box: Eine wichtige Promotor-Sequenz, die spezifisch eine räumliche Struktur aufweist und somit die Bindung der RNA-Polymerase ermöglicht.
• RNA-Polymerase: Der Enzymkomplex, der mRNA-Moleküle durch Transkription erzeugt
• Elongation: RNA-Polymerase verknüpft komplementäre RNA-Nukleotide an das 3'-Ende des wachsenden RNA-Strangs, indem sie die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen der DNA löst in 5'-3'- Richtung.
• Transkription: Der Prozess, bei dem die genetische Information auf der DNA in eine mRNA-Sequenz umgewandelt wird.
• Matrizenstrang: Der DNA-Strang, der als Vorlage für die mRNA-Synthese dient.
• Nicht-codogener Strang: Der DNA-Strang, der nicht direkt an der Transkription beteiligt ist.
• codogener Strang: Der DNA-Strang welcher der mRNA-Sequenz entspricht.
• Termination: Die RNA-Polymerase stoppt die Synthese, wenn sie eine Terminator-Sequenz erreicht.
• Prokaryoten: Bei Prokaryoten wird das mRNA-Transkript direkt vom Ribosom genutzt, um das jeweilige Protein zu erstellen.
• Eukaryoten: Bei Eukaryoten unterliegt die mRNA noch einer Prozessierung (Spleißen und Anhängen von Kappe und Poly-A-Schwanz).

Spleißen:

• Exons: Die codierenden Abschnitte der prä-mRNA.
• Introns: Die nicht-codierenden Abschnitte der prä-mRNA, welche entfernt werden.
• Spleißosomen: Komplexe Moleküle, die Introns aus der prä-mRNA heraus schneiden und Exons verbinden.

Translation

• Translation: Prozess, bei dem die mRNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz (Protein) übersetzt wird.
• Komponenten für die Translation: Ribosomen, mRNA, tRNA, Aminosäuren, Enzyme
• Initiation: Die Translation beginnt, wenn das Ribosom an das Startcodon der mRNA bindet.
• Elongation: Die Ribosomen lesen die mRNA-Sequenz ab und setzen die Aminosäuren aneinander, indem sie tRNA-Moleküle mit der entsprechenden Aminosäure verwenden.
• Termination: Die Translation endet, wenn das Ribosom ein Stoppcodon erreicht.

Gel-Elektrophorese

• Trennung von DNA-Fragmenten nach der Größe über ein Gel, das in einer elektrischen Feldstärke steht.
• Kürzere Fragmente wandern weiter, während längere Fragmente länger brauchen, bis sie die Endzone erreicht haben.

Genmutationen

• Genmutation/Punktmutation: Eine Änderung der Basensequenz in einem Gen. Dies kann zu Rastermutationen oder Basensubstitutionen führen.
• Insertion: Ein Basispaar wird in die Sequenz eingefügt.
• Deletion: Ein Basispaar wird aus der Sequenz gelöscht.
• Basensubstitution: Ein Basispaar wird durch ein anderes ersetzt.
• Auswirkungen: Stumme Mutation, Missense-Mutation, Nonsense-Mutation, können sich unterschiedlich auf die Proteinfunktion auswirken.

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