Genetik PDF

Dna replikation: 1. Topoisomerase 1)Entspiralisiert die Doppelhelix der DNA > Doppelhelix wird entwunden. 2)Die Basen der Matrizensträge werden über Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten. Matrizen = Vorlage für die Synthese eines neuen komplementären DNA-Strangs 2. Helicase 1)Löst Wasse...

Dna replikation: 1. Topoisomerase 1)Entspiralisiert die Doppelhelix der DNA > Doppelhelix wird entwunden. 2)Die Basen der Matrizensträge werden über Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten. Matrizen = Vorlage für die Synthese eines neuen komplementären DNA-Strangs 2. Helicase 1)Löst Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den DNA-Strängen und öffnet sie damit 2)Matrizenstränge öffnen sich für neue Basenpaarungen. Es lösen sich die Wasserstoffbrückenbindungen für einen neuen, komplementären DNA-Strang. 3)Die Stelle, wo Helicase wirkt, wird "Replikationsgabel" genannt 4)DNA kann sich dann neu synthetisieren 5)(Nach/Während 5.) Stellt Arbeit nicht ein.Löst weiterhin Wasserstoffbrückenbindungen 3. SSB-Proteine 1)Sie verhindern, dass sich die Stränge wieder zur Doppelhelix zusammenlagern. 2)Heften sich an entspiralisierten Strang 4.Primase 
1)Stellt kurze RNA-Abschnitte, die Primer her und lagert diese am 3'-Ende der Matrizenstränge an
2)Primer fungieren als Startsignal für DNA-Polymerase
3) DNA-Polymerase Ill synthetisiert neue DNA-Stränge 5.DNA-Polymerase III
1)Heften sich an den Primer und synthetisiert in 5'-3'-Richtung des neuen Stranges komplementäre DNA-Nukleotide, dort wo sich freie OH-Gruppe (am 3. C-Atom des Zuckers) befindet. 2)Arbeitet nur von 5' nach 3' für neue Stränge (Tochterstrang) > am Leitstrang läuft die DNA-Replikation kontinuierlich in 5'-3'-Richtung hinter der Helicase her.
3)Da der Folgestrang (der andere Mutterstrang) antiparallel verläuft, werden hier immer wieder neue Primer in Nähe der Replikationsgabel/Helicase angesetzt, an denen dann die DNA-Polymerase III ebenfalls an die freie OH-Gruppe des Zuckers am 3'-Ende neue Nucleotide ansetzen kann. Die Replikation verläuft diskontinuierlich.
4)Es entstehen Lücken zwischen den bereits verdoppelten DNA-Abschnitten (OKAZAKI-Fragmente) und der Replikationsgabel. 6.DNA-Polymerase I 1)Entfernt RNA-Primer und ersetzt diese durch DNA-Nucleotide. Dabei wird natürlich auch Uracil wieder durch Thymin ersetzt 7.DNA-Ligase 
1)Verknüpft die Okazaki-Fragmente. Proteinbiosynthese: 1. schritt der proteinbiosynthese= Transkription(im zellkern) Die erste Phase der Proteinbiosynthese, bei der die Informationen eines DNA-Abschnitts (Gens) in eine mRNA überschrieben werden Initiation: RNA-Polymerase benötigen keine Primer, aber es ist ein Promotor nötig, eine spezielle DNA-Sequenz, an die RNA- Polymerase binden kann Promotor Sequenz kann durch RNA-Polymerase eigentlich nicht erkannt werden. Nur an der sogenannten TATA-Box (hohe Basensequenz von Thymin, Adenin) können Transkriptionsfaktoren binden, womit sich räumliche Struktur des Promotors ändert. Daran kann dann RNA-Polymerase binden. ⁃ Jedes Gen benötigt und besitzt einen Promotor, der als Start-Signal für die RNA-Polymerase dient. ⁃ RNA-Polymerase kann DNA selbstständig entspiralisieren. Wasserstoffbrückenbindungen werden gelöst und die DNA wird blasenartig geöffnet. Somit liegt der Matrizenstrang in 3'-5'-Richtung vor (codogener Strang, Antisense-Strang) für die Transkription vor. Elongation: Verknüpfung neuer komplementärer RNA-Nukleotide durch die RNA-Polymerase ⁃ Codogener Strang/Antisense-Strang = Strang, an welchen die Transkription stattfindet in 3'-5'-Richtung ⁃ Anderer Strang heißt nicht codogener Strang/Sense-Strang ⁃ RNA-Polymerase verknüpft nun neue komplementären RNA-Nukleotide an das 3'-Ende, des wachsenden Strangs. (neu synthetisierter Strang: Nukleotide werden am 3'-Ende angeheftet, sodass eine mRNA in 5'-3'-Richtung entsteht) ⁃ RNA und DNA Unterschied: DNA: Hat den Zucker Desoxyribose (DNA hat am 2. C-Atom kein Sauerstoffatom. Deswegen
„Des" = Ohne; „oxy" = Sauerstoff) Basen: A, T, G, C RNA: Hat den Zucker Ribose (Ribose hat am 2. C-Atom Sauerstoffatom)
Basen: A, U, G, C U ist komplementär zu A Termination: ⁃ Synthese neuer RNA-Nukleotide durch RNA-Polymerase Il erfolgt so lange, bis eine Terminator-Sequenz erreicht wird. ⁃ RNA-Polymerase löst sich von der DNA Bei Prokaryoten wird mRNA-Transkript freigesetzt und transportiert die Informationen zu den Ribosomen. Bei Eukaryoten wird zunächst eine prä-mRNA gebildet, die nun noch eine Prozessierung durchlaufen muss: Spleißen: mithilfe von Spleißosomen werden die nicht-codierenden Introns unter Ausbildung von Lasso-Strukturen herausgeschnitten und die an den beiden Seiten liegenden Exons miteinander verknüpft, sodass anschließend eine mRNA vorliegt, die nur aus den codierenden Exons besteht. Am 5'-Ende der prä-mRNA wird zudem ein methyliertes Guanin als Kappe aufgesetzt (G-cap), was die mRNA vor enzymatischem Abbau schützt und das Anheften an die Ribosomen erleichtert. Am 3'-Ende wird ein Poly-A-Schwanz angehängt, d. h. es wird eine Sequenz von bis zu 250 Adenin-Nucleotiden angefügt. Das erleichtert den Transport durch die Kernporen ins Cytoplasma und schützt das 3'-Ende vor enzymatischem Abbau. 2.schritt der proteinbiosynthese = Translation (im cytoplasma) Übersetzung der mRNA-Information in ein funktionelles Protein in den ribosomen. Benötigte Komponenten: mRNA tRNA Aminosäuren Enzyme Ribosomen Prozess: Initiation: Die kleine Untereinheit des Ribosoms bindet a das 5'-Ende der mRNA. Die erste tRNA (mit der Aminosäure Methionin) bindet a das Startcodon (AUG) auf der mRNA. Die große Ribosomen-Untereinheit setzt sich auf die kleine und bildet das vollständige Ribosom. Elongation: ⁃ tRNA-Moleküle, die jeweils eine spezifische Aminosäure tragen, binden an die mRNA-Codons im A-Stelle (Aminoacyl-Stelle) des Ribosoms. Die Aminosäuren werden durch Peptidbindungen miteinander verknüpft, was zur Verlängerung der Polypeptidkette führt. Die tRNA wird danach von der P-Stelle (Peptidyl-Stelle) in die E-Stelle (Exit-Stelle) verschoben und verlässt das Ribosom. Dieser Zyklus wiederholt sich, bis das gesamte Protein synthetisiert ist. Termination: Wenn das Ribosom ein Stoppcodon (UAA, UAG oder UGA) erreicht, wird die Translation gestoppt. Das Ribosom zerfällt, und das neu synthetisierte Protein wird freigesetzt. Gel-Elektrophorese Methode zur Trennung und Analyse von Molekülen (DNA, RNA, Proteine). Die DNA-Fragmente werden nach Größe getrennt werden in ein Gel (Agarose für DNA, Polyacrylamid für Proteine) eingebracht. Kürzere Fragmente wandern schneller durch das Gel. Proben in Taschen des Gels in Pufferlösung (Leitfähigkeit, Stabilität). Spannung trennt Moleküle, sichtbar als Bandenmuster. Bandenmuster sichtbar durch Färbung (z. B. Ethidiumbromid) oder UV-Licht. Genmutation bzw. Punktmutation: (Gen = DNA-Abschnitt mit den Informationen für die Ausbildung eines Proteins) ⁃ Änderung der Basensequenz einzelner Gene Beispiele: ⁃ Insertion: Einschub einer Base ⁃ Deletion: Verlust einer Base Auswirkungen: ⁃ Rastermutation: Verschiebung des Leserasters der genetischen Informationen ⁃ Basensubstitution: Austausch einer Base ⁃ Stumme Mutation: keine Veränderung des Proteins (nur möglich, wenn die Mutation an der dritten Stelle eines Tripletts auftritt ⁃ Missense-Mutation (engl. = Fehlsinn): bewirkt den Einbau einer anderen Aminosäure. Kann die Funktionsfähigkeit des Proteins einschränken ⁃ Nonsense-Mutation (engl. = Unsinn): erzeugt ein Stoppcodon, was dazu führt, dass die Aminosäurekette zu kurz ist und so kein funktionsfähiges Protein gebildet wird