DNA

user profile picture

Emily

85 Followers
 

Biologie

 

11/12/13

Lernzettel

DNA

 DNA Aufbau:
DNA Prokaryoten:
-
DNA- Doppelhelix: verlauft antiparallel
Verschiedene Abfolgen von Basenpaaren (Basensequenzen) entsprechen u

Kommentare (1)

Teilen

Speichern

9

- DNA Aufbau - Vergleich Prokaryoten und Eukaryoten - Replikation der DNA - Proteinbiosynthese - Mutationen

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

DNA Aufbau: DNA Prokaryoten: - DNA- Doppelhelix: verlauft antiparallel Verschiedene Abfolgen von Basenpaaren (Basensequenzen) entsprechen unterschiedlichen genetische Informationen Die Gesamtheit der Erbinformationen einer Zelle eines Organismus (Genom) Nucleotide: stickstoffhaltiger Base, Zucker, Phosphatrest Einziges Ringförmiges Chromsom Ungeordnet, meist verknäulte Schnur Kleine Ringförmige DNA- Moleküle (Plasmid) Plasmide werden unabhängig von der chromosomalen DNA verdoppelt DNA Eukaryoten: DNA liegt in Form von Chromosomen im Zellkern vor Chromosomen bestehen aus ein oder zwei linearen Chromatiden Chromatiden enthalten eine DNA- Doppelhelix - DNA ist um Proteine gebunden (Histone) Histon-DNA-Partikel (Nucleosom) DNA und Histone (Chromatin) DNA-Doppelstrang Do 11 nm Zucker Abb. 128.1 Modell der Feinstruktur einer Chromatide Vergleich DNA und RNA: Basen Histon Struktur Molekulargenetik: 120-300 nm Funktion www- errrrrrr in der Interphase Chromatin Kette von Nucleosomen DNA 30 nm Desoxyribose Adenin, Thymin; 2 Cytosin, Guanin; 3 Doppelhelix (Doppelstrang) Speicherung des Erbguts Chromatin im Metaphase-Chromosom 2 nm Chromatin-»>Schnur«< 700 nm RNA Ribose Adenin, Uracil Cytosin, Guanin Einfachhelix (Einzelstrang) Zahlreiche Funktionen: - kann genetische Informationen übertragen Tragen zur Übersetzung von - Information in Proteine bei Dienen der Regulation von - Gene Katalytische Funktion - H - - Desoxyribose Proteine: HO-P-O- CH₂ OH HO H₂N O 0/ HO-CH, 0. KH H DNA lebende S-Bakterien. H OH OH Maus stirbt OH NH₂ NH₂ CH₂ H H H Phosphorsäure OH HO-CH, 0 H H OH Zucker Basen Adenin A Cytosin C Guanin G lebende R-Bakterien Thymin T Uracil U O HÀN-CH, Nucleotid ON ON H H RNA H₂N Maus bleibt gesund 0=p HO NH₂ НА OH H OH NH₂ H H OH H Abb. 126.1 Grundbausteine der DNA und der RNA OH OH HO-P-O- CH₂ OH hitzeabgetötete S-Bakterien H H keine Kolonien nachweisbar Ribose Maus bleibt gesund OH H H H OH hitzeabgetötete S-mit R-Bakterien 5'-Ende Maus stirbt kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar Phos- phat CH₂ Phos- phat S-Bakterien Homoge- nisierung kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar nicht kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar Abb. 4.12: Transformationsexperimente von GRIFFITH (links) und AVERY (rechts) CH₂ Zucker Cytosin Zucker Homogenat Proteine Thymin OH 3'-Ende CH3 Isolierung DNA N R-Bakterien H vermache NHO · Schrauben und Faltblattstrukturen stellen Bereiche der Sekundärstruktur dar Tertiärstruktur: die Proteine sind durch schleifen miteinander verbunden Wechselwirkungen zwischen mehreren Polypeptidketten und die daraus folgenden Struktur des Proteins (Quartärstruktur) - Funktion: Enzyme (Katalyse von Stoffwechselreaktionen im Organismus), Transportproteine (Stofftransport in der Membran und Körperflüssigkeiten), Immunproteine (Abwehr von Infektionen), Regulatorproteine (Regulation von Stoffwechselvorgängen; An und Abschalten...

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Alternativer Bildtext:

von Genen) NH-N R-Bakterien OH N entstehen durch Verknüpfungen der Aminosäuren Unterscheiden sich in der Anzahl und Reihenfolge der verknüpften Aminosäuren Die Reihenfolge der Aminosäuren in einer Polypeptidkette = Aminosäuresequenz (Primärstruktur) DNA als Träger der Erbinformation: Experiment von Griffith und Avery: S- Pneumokokken Stamm: „glatt", Schleimkapsel (Schützt die Bakterien), krankheitserregend : Pathogener Stamm P- Pneumokokken Stamm: „rau“, keine Schleimkapseln, nicht Krankheitserregend = nicht pathogener Stamm Transformation: Aufnahme freier DNA in ein Bakterium oder eine andere Zelle Übernacht- OH N NH N O H N R-Bakterien N N Guanin N R- und S- Bakterien Abb. 126.2 Zwei Paarungen der DNA mit Wasserstoffbrücken (gestrichelt) -N FN Adenin 3'-Ende OH Zucker Zucker 5'-Ende CH₂ Phos- phat CH₂ Phos- phat Die Replikation der DNA: in der Interphase des Zellzyklus wird die DNA identisch verdoppelt (Replikation) Der DNA-Doppelstrang öffnet sich, an den freien Strängen lagern sich komplementär Nucleotide an, es entstehen zwei neue DNA- Stränge (semikonservative Replikation) Der Elternstrang dient als Vorlage und bleibt komplett erhalten (konservative Replikation) Meselson-Stahl- Experiment: züchten Bakterien in einem Nährmedium das Isotop N15 N15 lassen sich von N14 trennen durch Zentrifugieren Zentrifugation sind N15 weiter unten - Ergebnis- semikonservative Replikation XX Elterngeneration (P) 1. Filialgeneration (F₁) XXXXX Elterngeneration (P) 1. Filialgeneration (F₁) L 2. Filialgeneration (F₂) semikonservativ Abb. 4.13: Denkbare Mechanismen der Replikation 2. Filialgeneration (F₂) konservativ Bakterien 15N-Nähr- medium-h 14N-Nähr- medium B 14N-Nähr- medium DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation C Übertragen der Bakterien DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation A Übertragen der Bakterien DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation schwere DNA (15N) mittelschwere DNA (¹5N/¹4N) leichte DNA (¹4N) ooooooooooo 00000000000 00000000000 mittelschwere DNA (15N/¹4N) Abb. 4.14: MESELSON-STAHL-Experiment, A-C Versuchsansätze -00000000000 Molekularer Mechanismus der DNA- Replikation: Die Helicase trennt die beiden DNA-Stränge an der Replikationsgabel reißverschlussartig auf. An en Einzelsträngen katalysiert die Primase die Synthese eines kurzen komplementären RNA- Stückes. Diese RNA-Primer dienen der DNA-Polymerase als Startmolekül zur Synthese eines neuen Komplementären Einzelstranges. Die DNA-Polymerase kann Nucleotide nur in 5'-.3' Richtung verknüpfen. Da die beiden DNA-Stränge antiparallel sind, erfolgt die Polymerisation nur am Leitstrang (dem 3'--.5'-Strang) kontinuierlich in Richtung der Replikationsgabel, während sie am Folgestrang diskontinuierlich über Okazaki-Fragmente von der Replikationsgabel fort erfolgt. Die DNA-Polymerase knüpft an die neuen RNA- Primer Nucleotide und bildet so ein Okazaki- Fragment. Trifft die DNA-Polymerase auf einen alten Primer, so beendet sie die Synthese des OKAZAKI- Fragments. Anschließend wird der RNA-Primer durch eine andere DNA-Polymerase entfernt und durch neue DNA-Nucleotide ersetzt. Abschließend verbindet die DNA-Ligase die einzelnen OKAZAKI-Fragmente zu einem durchgehenden Strang. DNA- Strang dient als Vorlage (Matrize) Nucleosidtriphosphate (ATP, GTP, CTP, TTP) als energiereiche Bausteine für die Bildung des neuen DNA- Stranges - Startmolekül (Primer), an die die ersten Nucleotide geknüpft werden Enzyme mit spezifischer Funktion: Helicase: Entwindung der DNA, trennt den DNA- Doppelstrang in Einzelstränge; Primase: Bildung/ Synthese von Primer; DNA- Polymerase: heftet Nucleotide an das 3'-Ende des Primers; entfernt die RNA- Nucleotide der Primer und ersetzt sie durch DNA-nucleotide, Verknüpfung der Nucleotide; Ligase: verknüpft die aufeinander folgenden Okazaki- Fragmente des Folgestrangs - - Helicase Proteinbiosynthese: TDO - Abb. 4.16: Molekularer Mechanismus der DNA-Replikation RNA- polymerase: - Leserichtung 3¹-5¹ - Syntheserichtung 5¹-3¹ DNA-Entwindung neu hinzukommendes RNA-Nucleotid Richtung der Transkription Bewegungs- richtung der Replikations- gabel Verlängerung der RNA DNA-Rückwindung 3' 3' DNA- Polymerase 3' Primer Primase DNA-Polymerase Transkription: Eukaryoten Ort der Transkription: Zellkern Bindung der RNA- Polymerase an einer spezifischen DNA- Sequenz (Promotor) Blasenartige Öffnung der DNA hinter der Promotor- Region. Die Doppelstränge der DNA liegen nun getrennt vor. RNA- Synthese: nur einer der beiden Stränge, die DNA- Matrize (=Codogener Strang) wird abgelesen. Die RNA- Polymerase lagert hierzu komplementär zum codogenen Strang Nukleotide in 5'-3'- Richtung an. Dazu benötigt die RNA-polymerase keinen Primer. Die neu gebildete RNA löst sich von der DNA, während die RNA- polymerase weiterwandert und dabei immer neue Nucleotide an das 3'-Ende der mRNA anlagert. Promotor- region 5' - Die Transkription endet, wenn die RNA- Polymerase auf den Terminator stößt. Das Enzym löst sich vom codogenen Strang und setzt die mRNA frei. Abb. 4.21: Schema der Transkription Okazaki- Fragment DNA-Matrizenstrang mRNA n℗P RNA-Polymerase Nucleosidtriphosphate Leitstrang Replikations- richtung RNA-Nucleotide 5'-Ende MAY P Folgestrang Replikations- richtung DNA- Poly- merase DNA- Nucleotid Ligase 3′ 3′ Translation: Ribosomen bestehen aus einer großen und kleinen Untereinheit. Die mRNA lagert sich an einer bestimmten Sequenz, der Ribosomenerkennnungssequenz, an die kleine Untereinheit. Sie wandert dann in Richtung 3-Ende der mRNA, bis sie auf ein Start-Codon (AUG) trifft. Nun lagern sich komplementär die Start-tRNA mit ihrem Anticodon (UAC) an. Sie trägt stets die Aminosäure Methoionin. Abschließend kommt die große Untereinheit dazu. Das nun zusammengesetzte Ribosom verfügt über zwei tRNA- Bindungsstellen. Am Eingang (A-Stelle) bindet die tRNA, die die Aminosäure anliefert. Die P-Stelle bindet die tRNA mit der wachsende Polypeptidkette. Die entladenen tRNAs verlassen nun das Ribosom. Die Start- tRNA besetzt die P-Stelle der Ribsosomen. An das Codon in der freien A-stelle lagert sich die nächste Aminosäure der zweiten tRNA an. Die Aminosäure der Start-tRNA wird mit der Aminosäure der zweiten tRNA verknüpft. Das Ribosom wandert nun ein Codon weiter. Die tRNA verlagert sich zusammen mit dem Dipeptid aus der A- Stelle in die P-Stelle. Das Wiederholen dieser Vorgänge führt zum gewünschten Polypeptid. Wird eines der drei Stopp-Codons (UAG, UGA, UAA) erreicht, so führt dies zum Abbruch der Kettenverlängerung. Für diese Codons existieren keine entsprechenden tRNA-Moleküle. Das Ribosom zerfällt in seine beiden Untereinheiten, das gebildete Polypeptid wird freigesetzt. Start-Codon 5'-Ende A B C Ribosom III Start-Codon III P UAC G G C C G A U G 1 A U Met G Abb. 139.1 Translation (Schema) C U G A 2 A C U A G U A A 4 C 4 CC 4 C U A U mit Aminosäuren beladene tRNA lagert sich an 5 U A U 5 U U CUACCUAU 6 C U 6 Thr 6 A A U U 7 A 7 A A A AGC CU G U C C 3'-Ende mRNA freie tRNA verbindet sich mit Aminosäure Ser CU Gin Thr Aminosäuren Leu Stop-Codon AA freie tRNA Pro Gin Lys tRNA: enthält ein spezifisches Basentriplett, das Anticodon Mit dem Anticodon bindet die tRNA an ein komplementäres Codon der mRNA Bindung der spezifischen Aminosäure erfolgt am 3`Ende des tRNA-Moleküls (Aminosbindungsstelle) Auswahl der richtigen Aminosäure erfolgt durch das verknüpfte Enzym (tRNA-Synthetase) Alle 20 Aminosäuren haben so ein Enzym Der genetische Code: Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäure. Der genetische Code ist ein Triplett-Code, d.h. Jeweils drei Basen (Codon) enthalten die Information für eine spezifische Aminosäure Der genetische Code ist degeneriert. So codiert zwar jedes Codon nur eine Aminosäure, aber viele Aminosäuren werden durch mehrere verschiedene Codons bestimmt. Der genetische Code ist kommafrei, d.h. Die Codons schließen lückenlos aneinander an. Der genetische Code ist nicht überlappend. Eine Base ist immer nur ein Bestandteil eines Codons. Der genetische Code ist universell, d.h. Alle Lebewesen nutzen denselben gentechnischen Code. Die Vorschrift wie die DNA- Sequenz in ein Protein übersetzt wird ist bei allen Lebwesen gleich.

DNA

user profile picture

Emily

85 Followers
 

Biologie

 

11/12/13

Lernzettel

DNA

Dieser Inhalt ist nur in der Knowunity App verfügbar.

 DNA Aufbau:
DNA Prokaryoten:
-
DNA- Doppelhelix: verlauft antiparallel
Verschiedene Abfolgen von Basenpaaren (Basensequenzen) entsprechen u

App öffnen

Teilen

Speichern

9

Kommentare (1)

N

Vielen Dank, wirklich hilfreich für mich, da wir gerade genau das Thema in der Schule haben 😁

- DNA Aufbau - Vergleich Prokaryoten und Eukaryoten - Replikation der DNA - Proteinbiosynthese - Mutationen

Ähnliche Knows

13

Genetik: Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Mutationen, Genregulation

Know Genetik: Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Mutationen, Genregulation thumbnail

128

 

11/12/13

Genetik

Know Genetik thumbnail

195

 

11

Glossar Genetik

Know Glossar Genetik thumbnail

287

 

11

1

PCR - Polymerase Kettenreaktion

Know PCR - Polymerase Kettenreaktion  thumbnail

173

 

11/12

Mehr

DNA Aufbau: DNA Prokaryoten: - DNA- Doppelhelix: verlauft antiparallel Verschiedene Abfolgen von Basenpaaren (Basensequenzen) entsprechen unterschiedlichen genetische Informationen Die Gesamtheit der Erbinformationen einer Zelle eines Organismus (Genom) Nucleotide: stickstoffhaltiger Base, Zucker, Phosphatrest Einziges Ringförmiges Chromsom Ungeordnet, meist verknäulte Schnur Kleine Ringförmige DNA- Moleküle (Plasmid) Plasmide werden unabhängig von der chromosomalen DNA verdoppelt DNA Eukaryoten: DNA liegt in Form von Chromosomen im Zellkern vor Chromosomen bestehen aus ein oder zwei linearen Chromatiden Chromatiden enthalten eine DNA- Doppelhelix - DNA ist um Proteine gebunden (Histone) Histon-DNA-Partikel (Nucleosom) DNA und Histone (Chromatin) DNA-Doppelstrang Do 11 nm Zucker Abb. 128.1 Modell der Feinstruktur einer Chromatide Vergleich DNA und RNA: Basen Histon Struktur Molekulargenetik: 120-300 nm Funktion www- errrrrrr in der Interphase Chromatin Kette von Nucleosomen DNA 30 nm Desoxyribose Adenin, Thymin; 2 Cytosin, Guanin; 3 Doppelhelix (Doppelstrang) Speicherung des Erbguts Chromatin im Metaphase-Chromosom 2 nm Chromatin-»>Schnur«< 700 nm RNA Ribose Adenin, Uracil Cytosin, Guanin Einfachhelix (Einzelstrang) Zahlreiche Funktionen: - kann genetische Informationen übertragen Tragen zur Übersetzung von - Information in Proteine bei Dienen der Regulation von - Gene Katalytische Funktion - H - - Desoxyribose Proteine: HO-P-O- CH₂ OH HO H₂N O 0/ HO-CH, 0. KH H DNA lebende S-Bakterien. H OH OH Maus stirbt OH NH₂ NH₂ CH₂ H H H Phosphorsäure OH HO-CH, 0 H H OH Zucker Basen Adenin A Cytosin C Guanin G lebende R-Bakterien Thymin T Uracil U O HÀN-CH, Nucleotid ON ON H H RNA H₂N Maus bleibt gesund 0=p HO NH₂ НА OH H OH NH₂ H H OH H Abb. 126.1 Grundbausteine der DNA und der RNA OH OH HO-P-O- CH₂ OH hitzeabgetötete S-Bakterien H H keine Kolonien nachweisbar Ribose Maus bleibt gesund OH H H H OH hitzeabgetötete S-mit R-Bakterien 5'-Ende Maus stirbt kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar Phos- phat CH₂ Phos- phat S-Bakterien Homoge- nisierung kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar nicht kapselbildende Bakterienkolonien nachweisbar Abb. 4.12: Transformationsexperimente von GRIFFITH (links) und AVERY (rechts) CH₂ Zucker Cytosin Zucker Homogenat Proteine Thymin OH 3'-Ende CH3 Isolierung DNA N R-Bakterien H vermache NHO · Schrauben und Faltblattstrukturen stellen Bereiche der Sekundärstruktur dar Tertiärstruktur: die Proteine sind durch schleifen miteinander verbunden Wechselwirkungen zwischen mehreren Polypeptidketten und die daraus folgenden Struktur des Proteins (Quartärstruktur) - Funktion: Enzyme (Katalyse von Stoffwechselreaktionen im Organismus), Transportproteine (Stofftransport in der Membran und Körperflüssigkeiten), Immunproteine (Abwehr von Infektionen), Regulatorproteine (Regulation von Stoffwechselvorgängen; An und Abschalten...

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Knowunity

Schule. Endlich Einfach.

App öffnen

Alternativer Bildtext:

von Genen) NH-N R-Bakterien OH N entstehen durch Verknüpfungen der Aminosäuren Unterscheiden sich in der Anzahl und Reihenfolge der verknüpften Aminosäuren Die Reihenfolge der Aminosäuren in einer Polypeptidkette = Aminosäuresequenz (Primärstruktur) DNA als Träger der Erbinformation: Experiment von Griffith und Avery: S- Pneumokokken Stamm: „glatt", Schleimkapsel (Schützt die Bakterien), krankheitserregend : Pathogener Stamm P- Pneumokokken Stamm: „rau“, keine Schleimkapseln, nicht Krankheitserregend = nicht pathogener Stamm Transformation: Aufnahme freier DNA in ein Bakterium oder eine andere Zelle Übernacht- OH N NH N O H N R-Bakterien N N Guanin N R- und S- Bakterien Abb. 126.2 Zwei Paarungen der DNA mit Wasserstoffbrücken (gestrichelt) -N FN Adenin 3'-Ende OH Zucker Zucker 5'-Ende CH₂ Phos- phat CH₂ Phos- phat Die Replikation der DNA: in der Interphase des Zellzyklus wird die DNA identisch verdoppelt (Replikation) Der DNA-Doppelstrang öffnet sich, an den freien Strängen lagern sich komplementär Nucleotide an, es entstehen zwei neue DNA- Stränge (semikonservative Replikation) Der Elternstrang dient als Vorlage und bleibt komplett erhalten (konservative Replikation) Meselson-Stahl- Experiment: züchten Bakterien in einem Nährmedium das Isotop N15 N15 lassen sich von N14 trennen durch Zentrifugieren Zentrifugation sind N15 weiter unten - Ergebnis- semikonservative Replikation XX Elterngeneration (P) 1. Filialgeneration (F₁) XXXXX Elterngeneration (P) 1. Filialgeneration (F₁) L 2. Filialgeneration (F₂) semikonservativ Abb. 4.13: Denkbare Mechanismen der Replikation 2. Filialgeneration (F₂) konservativ Bakterien 15N-Nähr- medium-h 14N-Nähr- medium B 14N-Nähr- medium DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation C Übertragen der Bakterien DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation A Übertragen der Bakterien DNA-Isolierung aus Bakterien und Dichtezentrifugation schwere DNA (15N) mittelschwere DNA (¹5N/¹4N) leichte DNA (¹4N) ooooooooooo 00000000000 00000000000 mittelschwere DNA (15N/¹4N) Abb. 4.14: MESELSON-STAHL-Experiment, A-C Versuchsansätze -00000000000 Molekularer Mechanismus der DNA- Replikation: Die Helicase trennt die beiden DNA-Stränge an der Replikationsgabel reißverschlussartig auf. An en Einzelsträngen katalysiert die Primase die Synthese eines kurzen komplementären RNA- Stückes. Diese RNA-Primer dienen der DNA-Polymerase als Startmolekül zur Synthese eines neuen Komplementären Einzelstranges. Die DNA-Polymerase kann Nucleotide nur in 5'-.3' Richtung verknüpfen. Da die beiden DNA-Stränge antiparallel sind, erfolgt die Polymerisation nur am Leitstrang (dem 3'--.5'-Strang) kontinuierlich in Richtung der Replikationsgabel, während sie am Folgestrang diskontinuierlich über Okazaki-Fragmente von der Replikationsgabel fort erfolgt. Die DNA-Polymerase knüpft an die neuen RNA- Primer Nucleotide und bildet so ein Okazaki- Fragment. Trifft die DNA-Polymerase auf einen alten Primer, so beendet sie die Synthese des OKAZAKI- Fragments. Anschließend wird der RNA-Primer durch eine andere DNA-Polymerase entfernt und durch neue DNA-Nucleotide ersetzt. Abschließend verbindet die DNA-Ligase die einzelnen OKAZAKI-Fragmente zu einem durchgehenden Strang. DNA- Strang dient als Vorlage (Matrize) Nucleosidtriphosphate (ATP, GTP, CTP, TTP) als energiereiche Bausteine für die Bildung des neuen DNA- Stranges - Startmolekül (Primer), an die die ersten Nucleotide geknüpft werden Enzyme mit spezifischer Funktion: Helicase: Entwindung der DNA, trennt den DNA- Doppelstrang in Einzelstränge; Primase: Bildung/ Synthese von Primer; DNA- Polymerase: heftet Nucleotide an das 3'-Ende des Primers; entfernt die RNA- Nucleotide der Primer und ersetzt sie durch DNA-nucleotide, Verknüpfung der Nucleotide; Ligase: verknüpft die aufeinander folgenden Okazaki- Fragmente des Folgestrangs - - Helicase Proteinbiosynthese: TDO - Abb. 4.16: Molekularer Mechanismus der DNA-Replikation RNA- polymerase: - Leserichtung 3¹-5¹ - Syntheserichtung 5¹-3¹ DNA-Entwindung neu hinzukommendes RNA-Nucleotid Richtung der Transkription Bewegungs- richtung der Replikations- gabel Verlängerung der RNA DNA-Rückwindung 3' 3' DNA- Polymerase 3' Primer Primase DNA-Polymerase Transkription: Eukaryoten Ort der Transkription: Zellkern Bindung der RNA- Polymerase an einer spezifischen DNA- Sequenz (Promotor) Blasenartige Öffnung der DNA hinter der Promotor- Region. Die Doppelstränge der DNA liegen nun getrennt vor. RNA- Synthese: nur einer der beiden Stränge, die DNA- Matrize (=Codogener Strang) wird abgelesen. Die RNA- Polymerase lagert hierzu komplementär zum codogenen Strang Nukleotide in 5'-3'- Richtung an. Dazu benötigt die RNA-polymerase keinen Primer. Die neu gebildete RNA löst sich von der DNA, während die RNA- polymerase weiterwandert und dabei immer neue Nucleotide an das 3'-Ende der mRNA anlagert. Promotor- region 5' - Die Transkription endet, wenn die RNA- Polymerase auf den Terminator stößt. Das Enzym löst sich vom codogenen Strang und setzt die mRNA frei. Abb. 4.21: Schema der Transkription Okazaki- Fragment DNA-Matrizenstrang mRNA n℗P RNA-Polymerase Nucleosidtriphosphate Leitstrang Replikations- richtung RNA-Nucleotide 5'-Ende MAY P Folgestrang Replikations- richtung DNA- Poly- merase DNA- Nucleotid Ligase 3′ 3′ Translation: Ribosomen bestehen aus einer großen und kleinen Untereinheit. Die mRNA lagert sich an einer bestimmten Sequenz, der Ribosomenerkennnungssequenz, an die kleine Untereinheit. Sie wandert dann in Richtung 3-Ende der mRNA, bis sie auf ein Start-Codon (AUG) trifft. Nun lagern sich komplementär die Start-tRNA mit ihrem Anticodon (UAC) an. Sie trägt stets die Aminosäure Methoionin. Abschließend kommt die große Untereinheit dazu. Das nun zusammengesetzte Ribosom verfügt über zwei tRNA- Bindungsstellen. Am Eingang (A-Stelle) bindet die tRNA, die die Aminosäure anliefert. Die P-Stelle bindet die tRNA mit der wachsende Polypeptidkette. Die entladenen tRNAs verlassen nun das Ribosom. Die Start- tRNA besetzt die P-Stelle der Ribsosomen. An das Codon in der freien A-stelle lagert sich die nächste Aminosäure der zweiten tRNA an. Die Aminosäure der Start-tRNA wird mit der Aminosäure der zweiten tRNA verknüpft. Das Ribosom wandert nun ein Codon weiter. Die tRNA verlagert sich zusammen mit dem Dipeptid aus der A- Stelle in die P-Stelle. Das Wiederholen dieser Vorgänge führt zum gewünschten Polypeptid. Wird eines der drei Stopp-Codons (UAG, UGA, UAA) erreicht, so führt dies zum Abbruch der Kettenverlängerung. Für diese Codons existieren keine entsprechenden tRNA-Moleküle. Das Ribosom zerfällt in seine beiden Untereinheiten, das gebildete Polypeptid wird freigesetzt. Start-Codon 5'-Ende A B C Ribosom III Start-Codon III P UAC G G C C G A U G 1 A U Met G Abb. 139.1 Translation (Schema) C U G A 2 A C U A G U A A 4 C 4 CC 4 C U A U mit Aminosäuren beladene tRNA lagert sich an 5 U A U 5 U U CUACCUAU 6 C U 6 Thr 6 A A U U 7 A 7 A A A AGC CU G U C C 3'-Ende mRNA freie tRNA verbindet sich mit Aminosäure Ser CU Gin Thr Aminosäuren Leu Stop-Codon AA freie tRNA Pro Gin Lys tRNA: enthält ein spezifisches Basentriplett, das Anticodon Mit dem Anticodon bindet die tRNA an ein komplementäres Codon der mRNA Bindung der spezifischen Aminosäure erfolgt am 3`Ende des tRNA-Moleküls (Aminosbindungsstelle) Auswahl der richtigen Aminosäure erfolgt durch das verknüpfte Enzym (tRNA-Synthetase) Alle 20 Aminosäuren haben so ein Enzym Der genetische Code: Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäure. Der genetische Code ist ein Triplett-Code, d.h. Jeweils drei Basen (Codon) enthalten die Information für eine spezifische Aminosäure Der genetische Code ist degeneriert. So codiert zwar jedes Codon nur eine Aminosäure, aber viele Aminosäuren werden durch mehrere verschiedene Codons bestimmt. Der genetische Code ist kommafrei, d.h. Die Codons schließen lückenlos aneinander an. Der genetische Code ist nicht überlappend. Eine Base ist immer nur ein Bestandteil eines Codons. Der genetische Code ist universell, d.h. Alle Lebewesen nutzen denselben gentechnischen Code. Die Vorschrift wie die DNA- Sequenz in ein Protein übersetzt wird ist bei allen Lebwesen gleich.