Molekularbiologie: Operons und RNA
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Questions and Answers

Was beschreibt das Konzept eines Operons?

  • Eine Gruppe von Genen, die unabhängig voneinander transkribiert werden.
  • Gene, die von einem einzigen Promotor transkribiert werden. (correct)
  • Gene, die ausschließlich für rRNA kodieren.
  • Die Synthese von Proteinen aus mRNA.
  • Was ist eine polycistronische mRNA?

  • Eine lange mRNA, die mehrere Gene in einer Sequenz enthält. (correct)
  • Eine mRNA, die ausschließlich von einem Promotor transkribiert wird.
  • Eine mRNA, die nicht für Proteine kodiert.
  • Eine mRNA, die nur ein Protein kodiert.
  • Welche Moleküle werden direkt durch RNA-Transkription synthetisiert?

  • Proteine und tRNAs.
  • tRNAs und rRNAs. (correct)
  • rRNAs und mRNAs.
  • DNA und mRNAs.
  • Welches Statement beschreibt einen Promotor am besten?

    <p>Der Bereich, der RNA-Polymerase anzieht und die Transkription einleitet. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften gehört nicht zu RNA?

    <p>RNA enthält Thymin. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Okazaki Fragment?

    <p>Ein kurzer DNA-Segment, das während der Replikation entsteht (C)</p> Signup and view all the answers

    Warum wird RNA anstelle von DNA für den Primer in der DNA-Replikation verwendet?

    <p>RNA ist weniger stabil und wird schneller abgebaut (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Enzym ist für das Verknüpfen von DNA-Fragmenten verantwortlich?

    <p>Ligase (A)</p> Signup and view all the answers

    In welche Richtung verläuft die DNA-Replikation?

    <p>Immer in 5' - 3' Richtung (B)</p> Signup and view all the answers

    Warum enthält der Replikationsursprung im bakteriellen Genom eine AT-reiche Region?

    <p>AT-Basenpaare sind leichter zu trennen (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat der RNA Primer während der DNA-Replikation?

    <p>Er ermöglicht den Start der DNA-Synthese (C)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Punkte trifft nicht auf RNA zu?

    <p>RNA ist normalerweise doppelsträngig (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptfunktion der RNA-Polymerase?

    <p>Katalysieren der Bildung von Phosphodiesterbindungen in RNA (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Startcodon in einem open reading frame?

    <p>AUG (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die Aminoacyl-tRNA-Synthetase?

    <p>Sie verbindet tRNA mit ihrer spezifischen Aminosäure (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Kleeblattstruktur der tRNA?

    <p>Die dreidimensionale Struktur der tRNA (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aminosäuren wird mit dem Codon UAC kodiert?

    <p>Tyrosin (C)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet 'Wobble-Prinzip' in Bezug auf die Translation?

    <p>Aminosäuren können mehrere Codons besitzen. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Ende eines Proteins definiert durch?

    <p>Ein Stopcodon (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Codon kodiert für die Aminosäure Serin?

    <p>UCU (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Informationen kann man von der mRNA-Sequenz ableiten?

    <p>Die Reihenfolge der Aminosäuren im Peptid (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Phase der Proteinsynthese folgt direkt nach der Initiation?

    <p>Elongation (C)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet die Shine-Dalgarno-Sequenz für die mRNA?

    <p>Sie stabilisiert den Initiationskomplex. (C)</p> Signup and view all the answers

    Worin besteht der Hauptzweck der Translokation während der Proteinsynthese?

    <p>Die tRNA von der A-Stelle zur P-Stelle zu bewegen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn ein Stopcodon während der Proteintranslation erreicht wird?

    <p>Die Synthese wird aufgrund des Fehlens einer passenden tRNA beendet. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Stellen im Ribosom ist für die Bindung der beladenen tRNA verantwortlich?

    <p>A-Stelle (C)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit der leeren tRNA nach der Translokation?

    <p>Sie wird in die E-Stelle gedrückt. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welches Codon wird normalerweise als Startcodon in der Proteinsynthese verwendet?

    <p>AUG (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Polysom' in Bezug auf die Proteintranslation?

    <p>Eine mRNA, die von mehreren Ribosomen simultan übersetzt wird. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Element spielt eine entscheidende Rolle bei der Stabilität des Initiationskomplexes?

    <p>Die Shine-Dalgarno-Sequenz (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Ribosomenuntereinheit bindet an die mRNA während der Initiation?

    <p>30S (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die DNA-Polymerase I?

    <p>Reparatur von DNA-Schäden (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen 3' - 5' und 5' - 3' Exonukleaseaktivität?

    <p>3' - 5' entfernt falsch eingefügte Nukleotide, 5' - 3' entfernt RNA-Primer (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche DNA-Polymerase hat die größte Masse?

    <p>DNA-Polymerase III (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Rolle der Primase im Replikationsprozess?

    <p>Synthetisiert RNA Primer (C)</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht während der Bildung der Replikationsgabel?

    <p>Die DNA Stränge werden getrennt (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage zur bidirektionalen Replikation ist richtig?

    <p>Sie produziert ein Theta-ähnliches Zwischenprodukt (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn ein Fehler in der DNA-Replikation auftritt?

    <p>Die Mutation wird dauerhaft (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die Hauptaufgabe der Helikase?

    <p>Trennt die DNA-Stränge (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Enzyme hat eine Korrekturlesefunktion?

    <p>DNA-Polymerase I (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie viele Untereinheiten hat die DNA-Polymerase III?

    <p>10 (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die 5' - 3' Exonukleaseaktivität der DNA-Polymerase I?

    <p>Entfernung von RNA-Primer (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist die DnaA-Box?

    <p>Ein Sequenzbereich, an dem die Replikation beginnt (A)</p> Signup and view all the answers

    Was wird als RNA Primer bezeichnet?

    <p>Ein kurzes RNA-Stück (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Gen?

    <p>Ein Stück DNA, das für ein Protein kodiert. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Genom?

    <p>Die Gesamtheit aller Gene einer Zelle. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Einheit bildet die Grundstruktur von Nukleotiden?

    <p>Zucker, Phosphat und Base. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Basen ist eine Pyrimidinbase?

    <p>Thymin (B), Cytosin (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen DNA und RNA?

    <p>RNA enthält Uracil, DNA enthält Thymin. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt eine DNA-Doppelhelix?

    <p>Zwei Stränge, die umeinander gewunden sind. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die DNA-Gyrase?

    <p>Verdreht die DNA und fügt Doppelstrangbrüche hinzu. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Purinbase?

    <p>Adenin (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Struktur des Chromosoms bei Prokaryoten ist korrekt?

    <p>Prokaryoten besitzen ein ringförmiges, kovalent geschlossenes Chromosom. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie heißen die Bausteine der DNA?

    <p>Nukleotide (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Nukleotid enthält die Base Thymin?

    <p>dTMP (D)</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Bausteine der RNA?

    <p>ATP und GTP (A)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Struktur der Nukleinbasen in der DNA?

    <p>Sie liegen waagrecht zwischen den Rückgratsträngen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül wird aus dATP synthetisiert?

    <p>Es ist ein Energieträger innerhalb von Zellen. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist der Hauptunterschied zwischen dATP und ATP?

    <p>dATP enthält eine Desoxyribose, ATP eine Ribose. (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Was ist ein Gen?

    Ein Abschnitt der DNA, der für ein Protein (über die Bildung einer mRNA), eine tRNA oder eine rRNA kodiert.

    Was ist ein Chromosom?

    Ein genetisches Element, das für die Zellfunktion lebenswichtige Gene enthält.

    Was ist ein Genom?

    Die Gesamtheit aller Gene einer Zelle.

    Was sind Nukleotide?

    Die Grundbausteine der DNA und RNA.

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    Was ist Adenin?

    Eine Purinbase, die in DNA und RNA vorkommt.

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    Was ist Thymin?

    Eine Pyrimidinbase, die in der DNA vorkommt.

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    Was ist Uracil?

    Eine Pyrimidinbase, die in der RNA vorkommt.

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    Was ist Guanin?

    Eine Purinbase, die in DNA und RNA vorkommt.

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    Was ist Cytosin?

    Eine Pyrimidinbase, die in DNA und RNA vorkommt.

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    Was ist ein Nukleosid?

    Ein Nukleosid, das aus einer Base und einem Zucker besteht.

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    Was ist die DNA-Gyrase?

    Ein Enzym, das die DNA verdrillt und überschneidet.

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    Was ist Supercoiling?

    Ein Zustand der DNA, in dem sie stärker als gewöhnlich verdrillt ist.

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    Was ist die Doppelhelix?

    Die DNA bildet zwei miteinander verbundene Ketten.

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    Wie sind die Basen in der Doppelhelix angeordnet?

    Die Nukleinbasen liegen waagrecht zwischen zwei Rückgratsträngen.

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    Wie ist die DNA in Prokaryonten organisiert?

    Es ist ein einzelnes, kovalent geschlossenes, ringförmiges Chromosom.

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    Warum wird der untere Strang der DNA transkribiert?

    Die DNA enthält zwei Stränge, von denen der untere, auch als codogener Strang bezeichnet, die Vorlage für die mRNA-Synthese liefert.

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    Welche Orientierung hat die mRNA?

    Die mRNA hat eine 5'-3'-Orientierung. Das bedeutet, dass sie am 5'-Ende mit einem Phosphatrest und am 3'-Ende mit einer Hydroxylgruppe endet.

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    Welche direkten Transkriptionsprodukte entstehen?

    Die direkten Transkriptionsprodukte sind mRNA, rRNA und tRNA. Diese Moleküle entstehen durch die Transkription der entsprechenden DNA-Sequenzen.

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    Was ist ein Promotor?

    Ein Promotor ist eine DNA-Sequenz, die die Bindung der RNA-Polymerase an die DNA ermöglicht und somit die Transkription initiiert. Er besteht aus einer TATA-Box und einem Startcodon.

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    Was ist eine polycistronische mRNA?

    Eine polycistronische mRNA enthält die Informationen für mehrere Gene. Sie entsteht, wenn mehrere Gene von einem einzigen Promotor gleichzeitig transkribiert werden.

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    Semikonservative Replikation

    Die semikonservative Replikation bezeichnet den Prozess der DNA-Verdopplung, bei dem jeder Tochterstrang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang besteht.

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    RNA-Primer

    Ein RNA-Primer ist eine kurze RNA-Sequenz, die als Startpunkt für die DNA-Polymerase dient, um mit der Synthese eines neuen DNA-Strangs zu beginnen.

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    AT-reiche Region im Replikationsursprung

    Die AT-reiche Region im Replikationsursprung ist leichter aufzudröseln, da die beiden Basen Adenin (A) und Thymin (T) nur durch zwei Wasserstoffbrücken verbunden sind, im Gegensatz zu den drei Wasserstoffbrücken zwischen Guanin (G) und Cytosin (C).

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    Okazaki-Fragmente

    Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Fragmente, die auf dem Strang gebildet werden, der der Replikationsgabel entgegengesetzt verläuft, da die DNA-Synthese nur in 5' - 3' erfolgen kann.

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    RNA-Primer aus RNA, nicht DNA

    Der Primer besteht aus RNA, da die DNA-Polymerase nur an vorhandenen Nukleotiden zu neuen DNA-Strängen hinzufügen kann, nicht jedoch de novo starten.

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    Entfernung des RNA Primers

    Der RNA Primer muss entfernt werden, da er nicht zur DNA-Sequenz gehört und die DNA-Synthese dann vollständig ist.

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    Funktion der Ligase

    Die Ligase ist ein Enzym, das die DNA-Fragmente (z. B. Okazaki-Fragmente) miteinander verknüpft.

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    Richtung der DNA-Replikation

    Die DNA-Replikation verläuft in 5' - 3' Richtung, das heißt, neue Nukleotide werden am 3'Ende des wachsenden DNA-Strangs angefügt.

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    DNA-Polymerase I

    DNA-Polymerase I ist ein Enzym, das an der DNA-Reparatur beteiligt ist. Es besitzt eine 3'-5'-Exonuclease-Aktivität, die es ermöglicht, falsch eingebaute Nukleotide zu entfernen. Darüber hinaus kann DNA-Polymerase I RNA-Primer entfernen und durch DNA ersetzen.

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    DNA-Polymerase II

    DNA-Polymerase II ist ein Enzym, das ebenfalls an der DNA-Reparatur beteiligt ist. Es ist weniger gut charakterisiert als DNA-Polymerase I und III.

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    DNA-Polymerase III

    DNA-Polymerase III ist das wichtigste Enzym für die DNA-Replikation. Es ist ein komplexes Enzym mit mehreren Untereinheiten und besitzt eine hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit beim Kopieren der DNA.

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    Primase

    Ein Enzym, das RNA-Primer synthetisiert. Dieser Primer ist notwendig, weil die DNA-Polymerase nur an ein bereits vorhandenes 3'-OH-Ende binden kann.

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    DnaA-Box

    Eine spezifische Sequenz auf dem Chromosom, an der die DNA-Replikation beginnt. DnaA-Proteine binden an die DnaA-Box und lösen die Trennung der DNA-Stränge aus.

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    Replikationsgabel

    Ein komplexer Mechanismus, der die DNA-Replikation ermöglicht. Er beinhaltet mehrere Enzyme und Proteine, die zusammenarbeiten, um die DNA zu entspiralisieren, zu trennen und zu kopieren.

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    Helikase

    Ein Enzym, das ATP nutzt, um die DNA-Stränge vor der Replikationsgabel zu trennen. Die Helikase wandert entlang des DNA-Strangs und macht die Basen für die Polymerase zugänglich.

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    Ligase

    Ein Enzym, das die Okazaki-Fragmente miteinander verbindet. Ligase fügt die DNA-Fragmente am 3'- und 5'-Ende zusammen, um einen kontinuierlichen DNA-Strang zu bilden.

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    Bidirektionale Replikation

    Ein Prozess, bei dem die DNA-Replikation von einem Ausgangspunkt aus in beide Richtungen verläuft. Das Replikationszwischenprodukt ähnelt dem Buchstaben Theta.

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    Mutationen

    Fehler bei der DNA-Replikation, die Veränderungen in der DNA-Sequenz bewirken. Mutationen können zu verschiedenen Folgen führen, wie Veränderungen in der Proteinfunktion oder der Entstehung von Krankheiten.

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    Korrekturlesen (DNA-Polymerase)

    Die Fähigkeit von DNA-Polymerasen, falsch eingebaute Nukleotide zu erkennen und zu entfernen. Die 3'-5'-Exonuclease-Aktivität ermöglicht es, die DNA-Sequenz zu korrigieren.

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    5'-3'-Exonuclease-Aktivität (DNA-Polymerase I)

    Die Fähigkeit von DNA-Polymerase I, RNA-Primer von der neu synthetisierten DNA zu entfernen. Die 5'-3'-Exonuclease-Aktivität ist notwendig, um den Primer zu entfernen und durch DNA zu ersetzen.

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    Was ist ein offener Leserahmen (ORF)?

    Ein offener Leserahmen (ORF) ist ein Abschnitt der DNA oder mRNA, der für ein Protein kodiert. Er beginnt mit einem Startcodon (AUG) und endet mit einem Stoppcodon.

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    Was ist ein Startcodon?

    Ein Startcodon ist ein Nukleotid-Triplett, das den Beginn der Translation eines Proteins signalisiert. Es ist in der Regel AUG und kodiert für die Aminosäure Methionin (fMet).

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    Was ist ein Stopcodon?

    Ein Stopcodon ist ein Nukleotid-Triplett, das das Ende der Translation eines Proteins signalisiert. Es gibt drei Stopcodons: UAA, UAG und UGA.

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    Was ist Translation (Proteinbiosynthese)?

    Die Translation ist der Prozess der Herstellung eines Proteins aus einer mRNA-Sequenz. Die mRNA wird von Ribosomen gelesen, und tRNA-Moleküle transportieren die entsprechenden Aminosäuren, um die Peptidkette zu bilden.

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    Was ist tRNA?

    Die tRNA (transfer-RNA) ist ein kleines RNA-Molekül, das eine spezifische Aminosäure an das Ribosom bringt. Sie besitzt ein Anticodon, das komplementär zu einem Codon auf der mRNA ist.

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    Was sind Aminoacyl-tRNA-Synthetasen?

    Aminoacyl-tRNA-Synthetasen sind Enzyme, die die richtige Aminosäure an die entsprechende tRNA binden. Sie stellen sicher, dass die tRNA das richtige „Bauteil“ für die Proteinproduktion liefert.

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    Was ist das Wobble-Prinzip?

    Das Wobble-Prinzip besagt, dass die dritte Base eines Codons (die 3'-Base) nicht immer strikt gepaart sein muss mit der entsprechenden Base im Anticodon der tRNA. Dadurch kann eine tRNA mehrere Codons erkennen, die für dieselbe Aminosäure kodieren.

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    Welche Konsequenzen hat das Wobble-Prinzip für die Translation?

    Das Wobble-Prinzip ermöglicht es, dass eine geringere Anzahl an tRNA-Molekülen für die Translation aller Codons benötigt wird.

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    Was ist die Shine-Dalgarno-Sequenz?

    Die Shine-Dalgarno-Sequenz ist eine Sequenz in der mRNA, die vor dem Startcodon liegt. Sie ist wichtig für die Bindung der kleinen ribosomalen Untereinheit (30S) an die mRNA.

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    Was ist die Initiation in der Proteinbiosynthese?

    Die Initiation ist der erste Schritt der Proteinbiosynthese. In diesem Schritt bindet die kleine ribosomale Untereinheit (30S) an die mRNA, gefolgt von der Initiation-tRNA (F-Met-tRNA) und der großen ribosomalen Untereinheit (50S).

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    Was ist die Elongation in der Proteinbiosynthese?

    Die Elongation ist der zweite Schritt der Proteinbiosynthese. Hier werden Aminosäuren an die wachsende Peptidkette angehängt.

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    Was ist die Translokation in der Proteinbiosynthese?

    Die Translokation ist der dritte Schritt der Proteinbiosynthese. Dabei wandert das Ribosom entlang der mRNA um drei Nukleotide und die tRNA mit dem Peptid wird von der A-Stelle zur P-Stelle bewegt.

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    Was ist die Termination in der Proteinbiosynthese?

    Die Termination ist der letzte Schritt der Proteinbiosynthese. In diesem Schritt erreicht das Ribosom ein Stopcodon. An dieser Stelle wird die Translation beendet, das Ribosom löst sich von der mRNA und das Protein wird freigesetzt.

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    Was ist die A-Stelle des Ribosoms?

    Die A-Stelle (Akzeptor-Stelle) des Ribosoms ist die Stelle, an der die beladene tRNA mit der nächsten Aminosäure bindet.

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    Was ist die P-Stelle des Ribosoms?

    Die P-Stelle (Peptid-Stelle) des Ribosoms ist die Stelle, an der die tRNA mit der wachsenden Peptidkette gebunden ist.

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    Was ist die E-Stelle des Ribosoms?

    Die E-Stelle (Exit-Stelle) des Ribosoms ist die Stelle, von der die leere tRNA abgegeben wird.

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    Was ist ein Polysom?

    Ein Polysom ist eine Struktur, die aus mehreren Ribosomen besteht, die gleichzeitig an einer mRNA gebunden sind. Dies ermöglicht eine schnellere und effizientere Translation.

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    Was ist das Startcodon?

    Das Startcodon (AUG) ist ein Triplett, das in der mRNA die Synthese eines Proteins einleitet.

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    Study Notes

    DNA- Aufbau

    • DNA besteht aus Nukleotiden
    • Nukleotide bestehen aus einer Base, einem Zucker (Desoxyribose) und einem Phosphatrest.
    • Die Basen sind Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T).
    • DNA ist eine doppelsträngige Helix.
    • Die Stränge sind antiparallel angeordnet.
    • Die Basenpaare sind komplementär (A mit T und G mit C).

    Genetische Information

    • Gen: Ein Abschnitt der DNA, der die Information für ein Protein (über mRNA, tRNA oder rRNA) enthält.
    • Chromosom: Ein genetisches Element, das lebenswichtige Gene für Zellfunktionen enthält.
    • Genom: Die Gesamtheit aller Gene einer Zelle.

    DNA/RNA Bausteine/Nukleotide

    • Nukleotide sind die Bausteine sowohl von DNA als auch RNA.
    • Sie bestehen aus drei Teilen; Base, Desoxyribose (DNA), Ribose (RNA), Phosphatgruppe
    • Die Basen in DNA sind A, T, C, G
    • Die Basen in RNA sind A, U, C, G

    dATP, dADP, dAMP

    • dATP: Adenosin-Triphosphat
    • dADP: Adenosin-Diphosphat
    • dAMP: Adenosin-Monophosphat
    • Alle drei sind Desoxyribonukleotide

    DNA-Bausteine (Nukleotide)

    • Es gibt verschiedene Nukleotidtypen. Für DNA sind diese dATP, dGTP, dCTP, dTTP. Für RNA sind es ATP, UTP, CTP, GTP.

    DNA/RNA-Strangaufbau

    • Der DNA-Strang hat eine 5' und eine 3' Ende
    • Nukleotide werden über Phosphodiesterbindungen miteinander verknüpft.
    • Die Replikationsrichtung verläuft in 5' → 3' Richtung.

    DNA-Polymerase

    • DNA-Polymerasen fügen Nukleotide an die 3'-OH-Gruppe des vorherigen Nukleotids an.
    • Sie synthetisieren einen neuen DNA-Strang durch die Kombination mit bestehenden DNA-Matrizen.
    • Es gibt verschiedene DNA-Polymerasen mit unterschiedlichen Aufgaben in der DNA-Synthese und Reparatur.

    DNA-Replikation: Der erste Schritt

    • Vor Beginn der Synthese muss eine 3'-OH-Gruppe vorhanden sein.
    • Ein Primer (kurzes RNA-Stück) wird an die DNA-Matrize gebunden, für die Polymerase, um den neuen DNA-Strang zu starten.

    RNA-Primer

    • Ein RNA Primer ist ein kurzes RNA-Stück, das komplementär zum DNA-Matrizenstrang ist.
    • Primasen synthetisieren die RNA Primer.
    • RNA-Primer sind für die DNA-Polymerase erforderlich, um an die Matrize zu binden und die Synthese des neuen DNA-Stranges zu starten.

    Replikation ringförmiger DNA

    • Der Replikationsstartort ist eine DnaA Bindungsstelle.
    • Replikationsgabeln entspringen vom Replikationsursprung, und kopieren die ringförmige DNA bidirektional.
    • Die Replikationszwischenprodukte sind theta-förmig.

    Semikonservative Replikation

    • Bei der semikonservativen Replikation wird jeder neue DNA-Doppelstrang aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang gebildet.
    • Das neue Molekül enthält immer einen Strang von der ursprünglichen Matrize

    Die Replikationsgabel

    • Helikase trennt die DNA-Doppelstränge.
    • Einzelstrang-Bindeproteine halten die Stränge getrennt.
    • Primase synthetisiert RNA-Primer.
    • DNA-Polymerase synthetisiert den Leitstrang kontinuierlich und den Folgestrang diskontinuierlich.
    • Okazaki-Fragmente sind die diskontinuierlichen Abschnitte des Folgestranges.
    • DNA-Polymerase I entfernt RNA-Primer.
    • DNA-Ligase verknüpft die Okazaki-Fragmente.

    Verknüpfung von DNA-Fragmenten

    • DNA-Polymerase III synthetisiert den Folgestrang in diskontinuierlichen Okazaki-Fragmenten.
    • DNA-Polymerase I entfernt die RNA-Primer der Okazaki-Fragmente.
    • DNA-Ligase verknüpft die Okazaki-Fragmente zu einem kontinuierlichen Strang.

    Bidirektionale Replikation

    • Die Replikation startet an einem Ursprungsort (z.B. oric).
    • Gleichzeitig in zwei Richtungen kopiert.
    • Entstehendes Replikationszwischenprodukt ist theta-förmig, bevor die Tochterdoppelstränge trennen.

    Mutationen

    • Fehler in der DNA-Replikation können zu Mutationen führen.
    • DNA-Polymerasen haben eine Korrekturlesefunktion. Sie entfernen falsch eingebaute Nukleotide und ersetzen sie durch richtige.

    Korrekturlesen

    • DNA-Polymerasen haben eine Korrekturlesefunktion (3'→ 5' Exonuklease-Aktivität).
    • Dies ermöglicht die Erkennung und Entfernung von Fehlern in der Basenabfolge, was die Genauigkeit der Replikation erhöht.

    Transkription

    • Die Transkription ist der Prozess, bei dem eine DNA-Sequenz in eine komplementäre RNA-Sequenz umgewandelt wird.
    • Der Matrizenstrang der DNA wird in ein mRNA-Transkript transkribiert.
    • Die Transkription verwendet RNA-Polymerase, die RNA-Moleküle synthetisiert.

    RNA-Synthese

    • RNA-Polymerasen verwenden die DNA als Matrize, um RNA-Moleküle zu synthetisieren. - Die RNA-Synthese verläuft in die 5'→3' Richtung.
    • mRNA, rRNA und tRNA sind verschiedene RNA-Typen mit individuellen Funktionen.
    • RNA unterscheidet sich in wichtigen Funktionen von der DNA

    RNA Haupttypen

    • Messenger-RNA (mRNA): Trägt die genetische Information vom Gen zum Ribosom.
    • Transfer-RNA (tRNA): Bringt die Aminosäuren zum Ribosom.
    • Ribosomale RNA (rRNA): Bestandteil des Ribosoms, der die Proteinsynthese katalysiert.

    Funktion der RNA Polymerase

    • RNA-Polymerase ist das Enzym, das die Transkription katalysiert.
    • Sie bindet am Promotor und beginnt die RNA-Synthese.
    • Sie setzt die RNA-Synthese fort, bis sie einen Terminator erreicht.

    Genpromotoren

    • Genpromotoren sind DNA-Sequenzen, die die Transkription regulieren.
    • Sie befinden sich vor den Genen und helfen der RNA-Polymerase, an den Start der Transkription zu binden.

    Schritte der RNA-Synthese

    • Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor.
    • Die RNA-Polymerase beginnt die Transkription der DNA.
    • Die RNA-Polymerase setzt die Transkription fort, bis sie einen Terminator erreicht.

    Transkription (Genetik)

    • RNA Polymerase transkribiert nur einen DNA-Strang.
    • Der nicht benutzte Strang ist der umgekehrte komplementäre Strang der transkribierten Variante.
    • Die Transkription verläuft in die 5'-> 3' Richtung

    Rho-unabhängige Termination

    • Rho-unabhängige Termination ist ein Prozess, der die DNA-Transkription beendet.
    • Er wird durch eine spezielle Sequenz auf dem DNA-Strang ausgelöst, der zu einer Haarnadelstruktur in der RNA führt und die RNA-Polymerase freilegt

    Rho-abhängige Termination

    • Rho-abhängige Termination ist ein Prozess, der die DNA-Transkription beendet.
    • Er wird durch das Rho-Protein ausgelöst, das die RNA-Polymerase von der DNA ablöst.

    rRNAs und tRNAs

    • rRNAs und tRNAs sind RNAs, die bei der Proteinsynthese eine wichtige Rolle spielen.
    • rRNA ist ein integrativer Bestandteil der Ribosomen, während tRNA die Aminosäuren transportiert

    Start- und Stopcodons

    • Startcodons (z.B. AUG) markieren den Beginn der Proteinbiosynthese.
    • Stopcodons (z.B. UAA, UAG, UGA) markieren das Ende.
    • Sie sind wichtig dafür, dass die Translation bei der Aminosäuresequenz zum Ende gelangt.

    Offene Leserahmen

    • Ein offener Leserahmen (ORF) ist eine Folge von Codons in mRNA, die für ein Protein kodiert.
    • Es beginnt mit einem Startcodon (AUG) und endet mit einem Stopcodon (UAA, UAG oder UGA).

    tRNA

    • tRNA transportiert Aminosäuren an die mRNA während der Translation.
    • tRNA hat eine kleeblattartige Sekundärstruktur.
    • Das Anticodon der tRNA bindet an das komplementäre Codon der mRNA.
    • Modifizierte Basen in der tRNA spielen eine wichtige Rolle bei der Erkennung durch die passenden Aminosäuren.

    Aminoacyl-tRNA-Synthetasen

    • Aminoacyl-tRNA-Synthetasen sind Enzyme, die Aminosäuren mit ihrer entsprechenden tRNA verknüpfen.
    • Sie bilden eine beladen tRNA.
    • Diese Reaktion benötigt AMP, GTP und weitere Energie. Für das Anbringen der richtigen Aminosäure.

    Mögliche Leserahmen

    • Eine mRNA-Sequenz kann auf verschiedene Weise in Aminosäuresequenzen translatiert werden, was zu unterschiedlichen Proteinen führt, abhängig vom Startpunkt des Leserahmens.

    Offene Leserahmen (ORF)

    • ORF beginnt mit AUG und endet mit Stopcodon.
    • Dieser Bereich der mRNA dient zur Protein-Translation.

    Initiation (Proteintranslation)

    • Die Translation beginnt, wenn die kleine Ribosomen-Untereinheit an die mRNA bindet.
    • Die Initiator-tRNA (tRNA mit Methionin in eukaryotischen Zellen oder Formylmethionin in prokaryotischen Zellen) bindet an das Startcodon AUG.
    • Die große Ribosomen-Untereinheit verbindet sich mit der kleinen Untereinheit.

    Elongation (Proteintranslation)

    • Beladene tRNA bindet an die A-Stelle auf dem Ribosom.
    • Eine Peptidbindung wird zwischen der Aminosäure auf der tRNA und der Aminosäure auf der tRNA in der P-Stelle ausgebildet.
    • Der Komplex wird um ein Codon verschoben, wodurch die tRNA aus der P-Stelle in die E-Stelle gelangt.

    Translokation (Proteintranslation)

    • Der Ribosomenkomplex wird um ein Codon weiter auf der mRNA transportiert.
    • Die tRNA die zuvor in der P-Stelle war befindet sich nun in der E-Stelle und kann das Ribosom verlassen.
    • Die tRNA in der A-Stelle wandert in die P-Stelle.

    Termination (Proteintranslation)

    • Die Translation endet, wenn ein Stopcodon (UAA, UAG oder UGA) im A-Stelle erreicht wird.
    • Eine Release-Faktor-tRNA bindet an das Stopcodon.
    • Die Peptidyltransferase katalysiert die Freisetzung des Polypeptids von der tRNA in der P-Stelle.
    • Die beiden Ribosomen-Untereinheiten trennen sich von der mRNA.

    Shine-Dalgarno-Sequenz

    • Die Shine-Dalgarno-Sequenz hilft dem Ribosom, die Startposition auf der mRNA für die Translation zu finden.
    • Sie befindet sich vor dem Startcodon und bindet an die 16s rRNA.

    Proteinbiosynthese

    • Dies ist der Prozess der Herstellung von Proteinen nach der DNA-Abfolge.
    • Der Prozess kann in die Phasen Transkription, d.h. die RNA-Herstellung, und Translation, d.h. die Umsetzung der mRNA in Proteine, unterteilt werden.

    Aminosäuren

    • Proteine bestehen aus Aminosäuren.
    • Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die über Peptidbindungen zu Polypeptiden verbunden sind.
    • Aminosäuren können nach Ihren Eigenschaften (hydrophob, hydrophil, basisch, sauer oder neutral) gruppiert werden.

    Peptidbindung

    • Eine Peptidbindung ist eine kovalente Bindung zwischen zwei Aminosäuren.
    • Sie entsteht durch die Reaktion einer Aminogruppe der einen Aminosäure mit der Carboxylgruppe der anderen.

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