Bio Klausur Q1 LK - 14 Punkte

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Replikation der DNA sind. 2 Striche = î Striche Chromosom [ 7 /11] Material 1: Material 2: Extinktion menschliche DNA B 220 Mensch Rind Absorptionsspektren Grünalge Weizen 260 Wellenlänge (nm) 300 A T G 29,9 29,9 20,1 28,7 28,47 21,3 20,2 20,2 29,8 26,9 26,9 23,1 <-A: 25° C --- B: 65° C Extinktion 42,6 Weizen-DNA 220 C 20,1- 21,31 29,8 23,11 ०,२ 260 Wellenlange (nm) 300 Material 3: Die mutagene Wirkung der Nitrosamine beruht unter anderem auf der Veränderung von Guanin. In der Abbildung 1 ist ein Ausschnitt dargestellt, der die Veränderung der DNA nach Einwirkung von Nitrosaminen und nach der ersten Replikation zeigt. Material 4: Cytosin Zucker Thymin Abb. I 11 Zucker 11 3888 11 Guanin N 1 CH₁ Methylguanin 11 Zucker 11 Zucker A vor Einwirkung von Nitrosaminen B nach Einwirkung von Nitrosaminen und nach erster Replikation Ergebnisse des TAYLOR-Experiments Im Jahr 1957 untersuchte der Molekularbiologe James Herbert TAYLOR mit radioaktiv markierten Nucleotiden die Replikation der DNA: Er ließ Wurzelspitzen der Ackerbohne für die Dauer eines Zellzyklus in einem Medium mit radioaktiv markiertem Thymin wachsen. Anschließend wurden die Wurzelspitzen für die Dauer eines weiteren Zellzyklus in ein Nährmedium mit normalem Thymin überführt. Die mikroskopische Untersuchung der Metaphase-Chromosomen ergab folgende Ergebnisse: Im Anschluss an die Zugabe von radioaktiv markiertem Thymin zeigten beide Chromatiden der Chromosomen Radioaktivität. Nach Überführung in eine normale Nährlösung war in der darauffolgenden Metaphase nur eine Chromatide der Chromosomen radioaktiv markiert. Shirin Keivani Bio-Klausur-Nr. 1 Aufgabe 1: a) Die spezifische Basensequenz timmen. lässt sigh bestimmen. die Anzake durch die Chargalf - Regel Die Charga-Regel besagt, dass der Purinreste gleich der Anzahl der Fyrimi- dinreste ist, Somit mussendie komplementaren Basen immer den selben wert haben. A+ C = G+T oder A+G =C+TV 04.09.18 Aufgabe 2: 3²2 AGTCAACGTATACGTACTGTA-S'J Ausgabe 3: Im folgenden Artikel, werde ich das wissen- Schaftliche Phanomen der*DNA- Repiluation erklären, welches eine der zentralen Dogmen der Molekular- Die DNA- Replikation wird in drei Phasen ein- wieder- geteilt: Initiation, Elongation und Termination. biologie Spiegelt. *Semilionser - vativen Bei der Initiation bindet das Enzym Helicase an eine spezifische Basensequent dem sogena- nnten Replikationsursprung. Bei Eukaryoten liegen aufgrund der linedren Chromosomen meturere hundert vor, während bei Prokaryoten, welche ein ringformiges Chromosom besitzen nur ein Repeiliations orsprung vorliegt. Durch die' Helicase wird die DNA -Doppelhelix entspiralisiert und Wasserstoffbrückerbindungen zwischen den komplementaren Basen werden zerstört Durch die Zerstörung der Wassers tofflorücken- bindungen wird die DNA reißverschlussartig geoffnet und es entsteht eine Replikationsblase, welche von zwei y-förmigen Bereichen, den Replikationsgabeln Imschlossen wird. Durch die Replikationsgabeln verläuft die Repiluation "bidirectional." Wahrend der Helicase arbeitet auch die Topoisomerase, welche die spannung zwischen der Doppelhelix ab- und aulbaut. Darauffolgend binden Einzelstrangloindende Proteine an den Einzelstrany und stabilisieren ihn, ebenfalls verhindern die proteine der Zusammensetzung der Einzelstrange wahrend der Replikation. Am Ende der initiation bindet die Primase an eine spezifische Banensequenz und stellt dort RNA- Primer aus Ribase- Nucleotiden her. Ohne den RNA- Primer wann die DNA-Polymerase 3 nicht arbeiten, da der RNA-Primer der Zunder ist. 2 Z 2 antiparallel den Bei der Elongation, der sogenannten Verlängerungs- komplementar phase bindet die DNA- Polymerase 3 acolo Z on dan' 3' Ende des Primers, ung synthetisiert Tochterstrany somit in 5'-3'-Richtorg. Die Nucleotide müssen in *Nucleosid-Triprocat form, vorliegen. Da die Synthese des Leitst in die Wanderrichtung der Repiluation gar erfolgt, verläuft die synthese continuir beim der F da die DNA-Polypherase auch hier in- I Wandefriherlängert und somit gegen Wandetrichtung der Replications o Aufgabe 16: Anhand von Material 2 kann man die verlaufe der UV-Absorphon in Abhängigkeit von der Wellenlange bzw. Schmelztemperatur erkennen. AUS Material 1 kann man enthermen, dan. die menschliche DNA mit 40, 27. einen geringeren Cytasin- Guanin - Gehalt besitzt, als die Welzen welche 4612% weder einen Cytosin-Guanin- Gehalt von In Material 2 werden die menschliche und Weizen-DNA durch zwei Schmelztemperaturen denaturiert. Bei 25°C denaturient die DNA noch nicht. Wenn die zwei DNA- Molekule mit einer Schmelz- temperatur von 25°C denaturiert werden, verlaufen die Graphen ziemlich annlich, da durch 25°C nur wenige wasserstoffbrüchenbindungen zer. stort werden und die Absorption nur langsam ansteigt Wenn die zwei DNA-Molemile jedoch mit einer Schmetztemperatur von 65°C denaturiert. werden, tauchen zwei unterschiedliche Graphen auf. Während die Absorption ders UV-Lichts bei der menschlichen DNA apruct Zunimmt kommt es bei der Weiten DNA ZU einem minimalen Anstieg und schwankungen. 25°C: Vergleichskurve Aus diesem Verlauf kann man entnehmen, dan DNA mit einem höheren CG-Gehalt eine höhere Schmelztemperatur benotigt, als ONA welche einen geringeren CG-gehalt aufweist. Dies ist der Fall, da Cyrosin und Guanin drei Wasserstoffbrücken bindingen ein- gehen, während Thymin und Adenin nur Zwei eingehen! Die DNA der Weizen-DNA ist somit auch einwenig stabiler, als die menschliche DNA. Dies wiederum bedeutet auch, dass der Tso Wert der menschlichen ONA früher erreicht wird, als der der weizen- ONA und somit die UV- Absorption hover ist, da die meisten Wasserstoffbrücken bindungen bei 65 °C zerstört worden. Shirin 1 da die Temperatur nicht ausreicht um die Phone Antall von WB W zerstoren. R * da mehr Waner- stoffbrücher bindungen Zerstort werden werden. Annand dessen kann man die Hypothese sufstellen, dass die Rind- DNA eine ahnliche Schmeltem- peratur, wie die menschliche DNA besitzt während die Grunalge-DNA aufgrund ihres" deutlich hoheren Guarin- Oytosin - Anteils eine höhere Schmelztemperatur benötigt. Im Bezug auf die UV-Absorption hann man sagen, dan Sie bei der Rind-. ONA ahnlich verlangen wird, während bei der Grunalge-ONA bei der- Selben Temperatur eine eindeliling niedriefore UV-Absorption auftreten wird. ZIR R dadurch verläuft die Synthese rückwarts und R diskontinuitlich. Bre Synthese des folgestrangs R bricht nach 100-1000 Nukleotiden ab und wird dort fortgesetzt, wo ein neuer RNA-Primer vorliest. Somit entstehen die sogenannten Chazani - Fragmente. Bei der Termination geht es um die Verlinupfung Folgestrangs des Leitstrangs und der, duaram-fragmente co einem netten Stravy. Hierzu mun die DNA- Polymerase 1 zuerst die Ribase-Nucleotide durch Desoxyribose - Nucleotide ersetzen. Darauffolgend hatályistert die ONA Ligase wodurch die fragmente hevalent gebunden werden. Basiskonzept = Reproduktion shirin Aufgabe 4. Anhand von Material 3 hann man erkennen, dass vor der Einwirkung von Nitrosaminen 3 Wasserstoffbrackerbindungen vorliegen. durch die Complementären Basen cytosin Und Guanin. Durch die Einwirkung von Nitrosaminen wird eine der drei Wasserstoff- brückenbindungen zerstört. Außerdem bindet an die stelle des Guanins wo ursprunglich die Wasserstoffbrychenbindung eingegangen wurde ein Methylmolekal=> somit entstent Methy@guanin. ✓ Somit liegen nun nur zwei Wasserstoffbrücken- bindungen vor. Außerdem wurde cytosin durch die andere Purinbase Thymin ersetzt. *³ Dadurch entsteht eine komplett neue Basensequenz, welche sowohl Phanetyp, als auch Genotyp verandem können. Ebenfalls kann die Funktion der DNA verloren gehen, da die Basenpaarung normalerweise zwischen Thymin und Aderin stattfindet und Cyrosin und Guanin. Dies wiederum lässt sich durch das Basiskonzept struktur und Funktion herleiten. Bei der Replication wird dementsprechend auch der neusynthetislerte Strang betroffen sein. V Sehr gut die Basiskonzepte einbezogen. 3 Dies passiert, da die raumliche Struktur des Guanin sich verändert. V Aufgabe s Medium mit (adioaktiv markiertem Thymin ↑ ↑ Nahrmedium mit normalem Thymin Die semikonservative Replikation: Bei der semilionservativen Replication, dient jeder Elternstrane, als Matrize für einen neuen ONA- Strane. Somit bestehen die zweineven DNA-Molentile jeweils aus einem neuen und einem alten Strane. Auf die Skizze und Material 4 bezogen, dienen die zwei Chromatide aus dem Medium mit radioaktiv markiertem Thymin, als Matrite, da sie die Elternstrange darstellen. Durch die Replication entstehen dann im Nahr medium mit normalem Thymin zwei DNA-Molekule, welche jeweils aus einem mit markiertem Thymin entstehen und einem mit normalem Thymin bestehenden Strangen besteht. =) Die beiden Stränge der elterlichen Doppelstrang-ONA war nicht radioaktiv markiert Z