Nukleinsäuren Genexpression I PDF

Nukleinsäuren, Genexpression I 1. **Aufbau von Nukleotiden** - Purine: Adenin und Guanin - Pyrimidine: Cytosin, Uracil(RNA) und Thymin - DNA mit *hohem G:C* Gehalt hat eine **höhere Schmelztemperatur** als A:T-reiche Sequenzen. - Bestimmte Chromosomenbereiche mit besonderer DNA Seq...

Nukleinsäuren, Genexpression I 1. **Aufbau von Nukleotiden** - Purine: Adenin und Guanin - Pyrimidine: Cytosin, Uracil(RNA) und Thymin - DNA mit *hohem G:C* Gehalt hat eine **höhere Schmelztemperatur** als A:T-reiche Sequenzen. - Bestimmte Chromosomenbereiche mit besonderer DNA Sequenz (Zentromere, Telomere, Promoter eines Genes ua.) haben dadurch andere Eigenschaften. **[Funktion/Vorkommen von Nukleotiden:]** 1. Synthesevorstufen von DNA/RNA 2. Energieträger wie ATP 3. Teil von Coenzymen (NAD,FAD,NADP) 4. Signalmoleküle (c-AMP) **\ **  - Dies beeinflusst viele praktische Aspekte (zB PCR-Reaktionen) - Gesamtmenge im Körper: **60-80 g** - Gesamtumsatz pro Tag: **40-70 kg** 2. - findet in der S-Phase d. Zellzyklus vor der Zellteilung statt (8-12 Stunden) - **Syntheserichtung ist immer von 5' nach 3'** - Die Enzyme, die die Replikation katalysieren, die *DNA-Polymerasen,* benötigen einen DNA- Matrizenstrang, Desoxyribonukleosidtriphosphate (dNTPs) als Substrate, ein kurzes RNA-Stück 1. ***Initiation:** Erkennung d. Ursprungs:* Beginn am **ORI** (Origin of Replication) - Trennung der beiden Stränge. - - Typ-II-Topoisomerase --- verändert räumliche Struktur der Doppelhelix - Spaltung beider DNA-Stränge (vorübergehend) unter ATP-Verbrauch 2. *Trennung der Stränge:* Entstehung der *Replikationsgabel*. (Je nachdem ob sich vom ORI ein oder zwei Replikationsgabeln wegbewegen erfolgt die Replikation *uni- oder bidirektional -* bei Eukaryonten grundsätzlich bi). Ein DNA-Abschnitt, der von einem ORI aus repliziert wird, heißt **Replikon**. (Eukaryontische Chromosomen weisen mehrere ORIs und Replikons auf = ca. 30 000, dies verkürzt die Dauer des Vorgangs) 3. **Elongation** ***Synthese der Primer:*** DNA-Polymerasen benötigen ein Nukleinsäurestück mit freiem 3'-OH- Ende um mit der Synthese beginnen zu können. DNA-abhängige RNA-Polymerase können ohne Hilfsmittel anhand einer DNA-Matrize RNA synthetisieren. 4. ***Der Leitstrang folgt der Richtung der Helikase; die DNA-Polymerase am Folgestrang läuft aber in die falsche Richtung! Muss immer wieder neu ansetzen Es entstehen Okazaki-Fragmente!*** Am **Leitstrang (3'-5')** entspricht die Syntheserichtung der Wanderungsrichtung der Gabel Wird an einem Stück synthetisiert 5. 6. *Verknüpfung der Okazaki Fragmente* (Ligation) 7. **Termination: Das Telomer-Problem: Beim Anfügen des komplementären Stranges zum Folgestrang gibt es ein Problem: Es müssen ja immer wieder neue Primer angesetzt werden** 3. - **Schutz der DNA**, verhindert ungewollte Interaktionen - Das gefaltete Chromatin bleibt zellulären Mechanismen zugänglich (zB. DNA Transkription, DNA Replikation, DNA Reparatur) - - - verändert chemische Eigenschaften (zb acetyl-Lysine verlieren pos. Ladung) - Es entstehen Bindungsstellen f. Enzyme und andere Proteine (zB Bromodomäne erkennen acetylierte Histonproteine) - Die Modifizierungen können sehr dynamisch sein oder stabil - Sie verkoppeln den zellulären Stoffwechsel mit der Chromatinmodifizierung (und daher zB Genaktivität)