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(Replikation) DNA-Polymerase (Pola) 3' Folge- strang 5' D ILH DNA-Polymerase Leit- strang Y 3' 5' DNA-Ligase 5' Okazaki-Fragment 3' Leitstrang-Matrite Replikationsgabel DNA-Nukleotide (A.T.C,G) Leitstrang DNA-Polymerase beginnen von Primer aus in 5'Richtung am Mutterstrang entlang fagen das jeweil passende Nucleotid hinzu Folgestrang- Primase RNA-Primer DNA-Polymerase (Pol6) Havin Helicase Gleitet immer in 3'5' Richtung 3' Problem, auf der einen Seite gleitet es weg von der Helicase '5' Einzelstrang- bindendes Protein Einzelstrangbindungsproteine -Folgestrang-Matrize LOC -> stabilisieren die Strange 3' -Okazaki-Fragment 5' RUA-Primer -besteht aus 30 Nukleotiden Topoisomerase ||| -Enzym (Topoisomerase) ->entspiralisiert die Doppelhelix Helicase ->trennt die DNA-Stränge in 2 Einzelstränge indem die Wasserstoffbrücken trennt -Primase -stellen Primer am 3' Ende des Mutterstrangs her Ligase- -verknüpfen DNA-Stränge, indem sie ein Esterverbindung zwischen Phosphat und Desoxyribose bilden Es gibt ein Problem am Folgestrang durch die Richtung, also muss der Primer mit einer Lūcke beim Mutterstrang angebaut werden, es müssen immer wieder neue Primer angebaut werden und die Polymerase muss mehrfach ansetzen. AUFBAU DER RNA L is 3' 5 -> bei der Transkription und Translation für die Übertragung der DNA wichtig + verschiedene RUA Typen Guanin Cytosin Thymin Adenin RNA-Typen mRNA (messager RUA Transporiert die genetischen Information aus dem Zellkern zu den Ribosomen und enthält den Bauplan für die Proteine, die während der Proteinbiosynthese hergestellt werden ERUA (transfer RUJA) Transportiert Aminosäure aus dem Cytoplasma zu den Ribosomen (codiert keine genetischen Informationen) RNA (ribosomale RUA) Ist für den Aufbau der Ribosomen zuständig (codiert keine genetischen Informationen) VERGLEICH (DNA & RNA) Struktur Aufbau der Nukleotiden Zucker Basen Funktion DUA Doppelhelix (Doppelstrang) Phosphat + Pentose (Zucker) + eine Base Desoxyribose Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin Speicherung des Erbguts RNA Einfachhelix (Einfachstrang) Phosphat + Pentose (Zucker) + eine Base Ribose Adenin, Cytosin, Guanin und Uracil Multifunktional (Abhängig vom RNA Typ) ΙΜΝΙΠΓΜ PROTE TRANSKRIPTION, 'NTHE → Umschreiben von DUA-Informationen Promoter - Signalsequenz > vor der Geninformation auf dem DNA-Strang L> ohne; keine Transkription MRUA-Strang L> komplementar zum Abschnitt des DUA-Strangs L> Einsträngig L> Wiedergabe von einem bis wenigen Genen Initiation 1. RNA-Polymerase bindet am Promoter auf den DUA-Strang -> Entwindung der DNA für eine gewisse Länge 2. RNA-Polymerase spaltet die DDA-Stränge 3. RNA-Polymerase kopiert die Basenfolge der DNA komplementär -> MRNA wächst von 5'-> 3¹ -> genannt: Codogenerstrang 4. DNA schließt wieder Elongation 1. RNA-Polymerase kopiert die DNA bis zu einer bestimmten Sequenz -> Terminator-Region 2. RUJA-Polymerase löst sich von der DNA PROTE TRANSKRIPTION TRANSKRIPTION, IN THE Termination 1. Ergebnis -> komplettes mRNA des einen DUA-Stranges Eukaryoten (zelluläre Lebewesen mit Zellkern) Ziel: Prozessierung (Reifung) der mRNA 5' 3' Poly(A) pra-mRNA Kappe schützt pra-mRNA vor Abbau durch Enzyme Die Sequenz von Nukleotiden, die ein Protein kodiert, sind nicht in einem zusammenhängendem Stück auf der DNA kodierende Basen = Extrons nicht kodierende Basen = Introns Folge: Spleißen 1. Enzyme schneiden Introns raus 2. Enzyme fügen Extrons zusammen Ergebnis: Fertige mRNA, die den Zellkern verlassen kann Poly(A) Extrons Kappe MRUA trägt den Bauplan für das Protein vom Zellkern ins Zytoplasma PROTE: TRANSLATION CYNTHE → Die Basensequenz der mRNA wird in die Aminosäuresequenz von Proteinen abersetzt → Synthese (Herstellung von Proteinen 3 Basen = I Basentriplett MRUA L> Bauplan für Protein ERNA L> Bildet Aminosäure La Transfer der Aminosäuren RUA La Baustein der Ribosomen L> Produktion der Proteine -Große Ribosom untereinheit Aminosäure 3 Regionen an den ERDAS gebunden + Aminosäuren zu Proteine verknüpfen PROTE: TR Im Cytoplasma ΙΜΝΙΠΓΗ TRANSLATION ALON YNTHE 1. Aminosäure wird mit dem Enzym Aminoacyl-ERNA-Synthetase gebunden LIVIU 2. ERNA lagert sich ebenfalls an das Enzym an 3. Aminosäure und ERUA werden aneinander gebunden & freigesetzt Initiation 4. Am unteren Teil der ERUA befindet sich ein spezielles Basentriplett →Anticodon 5. ERNA mit Anticodon bindet an ein genau passendes Basentriplett der mRUA der mRNA 1. Translation beginnt mit der Anlagerung der kleinen Ribosomenuntereinheiten am Startcodon AUG 2. Erste passende tRNA Lagert sich beim Startcodon ab -> Start-Komplex 3. Große Ribosmenuntereinheit dockt an PROTE Elongation ΙΜΝΙΠΓΩ TRANSLATION EYNTHE LIKT 1. Ribosom wandert entlang der MRUA nach rechts 2. ERNA schafft laufend neue Aminosäuren aus dem Zytoplasma an 3. Ribosom hat 3 Bindungsstellen, die die ERNA nun schrittweise durchlaufen 3.1 A-Bindungsstelle La Eine Aminosäure beladene tRNA dockt mit ihrem Anticodon an ein passendes Codon der mRNA an 3.2 P-Bindungsstelle L> Die entstehende Polypeptidkette wird von der ERUA getrennt und an die nächste gelieferte Aminosäure geknüpt 3.3 E-Bindungsstelle L> Die leere tRNA verlässt das Ribosom, um eine weitere Aminosäure herbeizuschaffen →Die Polypeptidkette (Protein) wachst weiter GENTISCHER CODE Der genetische Code ist die in der Basensequenz der DNA verschlüsselt vorliegende Information zur Bildung einer Aminosäurensequenz Triplett-Code 3 Basen codieren für eine spezifische Aminosaure Degeneriert / Redunant Jedes Codon codiert nur für eine Aminosäure aber viele Aminosäuren werden von mehreren Codons codiert. Kommafrei Codons schließen lückenfrei aufeinander an Nicht überlappend. Eine Base kann nur Bestandteil eines Codons sein Universell Die meisten Lebewesen nutzen den selben genetischen Code Startcodon Unter normal Umständen, beginnt die Translation immer mit AUG Aminosäure Methionin Stoppcodons Sind das Signal zum Beenden der Proteinbiosynthese und führen zur Dissoziation (stört Zusammenspiel) des Translationskomplexes der mRNA UAA UAG UGA mRNA wird immer Richtung 5'-3' translatiert Bei Lesen der Sonne, von innen nach außen Beispiel: Start 3'- Val (V) Arg (R) Code - Sonne: Ala 3 Ser (S) Lys (K) Asp (D) Glu (G) (E) Asn (N) G AG с U COOLCHON A A Thr (T) GUCAGUCA Met (M) GU AC CUGA ACUGACUGACUGAC Phe (F) AGUC GUC с (Met Ser AspGluPro Leu Lys Phe Thr) M S DE P L K F T lle (1) Leu (L) 3' Stop AUGAGCCAGGAACCCCUA AAAUUUACCUAG Basentriplett Ser (S) CROSUPOSUCOS A GA U Gin Arg (Q) (R) C His Tyr (Y) € Cys (C) G Trp (W) 140204/02/0 Pro (P) Leu (L) Start | Stop Ala Arg Asp Asn Cys Glu Gln Gly His Ile Leu Lys Met Phe Pro Ser Thr Trp Tyr Val Alanin Arginin Asparaginsäure Asparagin Cystein Glutaminsäure Glutamin Glycin Histidin Isoleucin Leucin Lysin Methionin Phenylalanin Prolin Serin Threonin Tryptophan Tyrosin Valin GENMUTATIONEN Punktmutationen. Ein Base eines Basentripletts wird durch eine andere Base ausgetauscht AGCAC Stumme Mutation Das veränderte Basen triplett codiert für dieselbe Aminosäure, daher bleibt die Aminosauresequenz des Proteins unverändert ucu → UCG immernoch ser (Serin) : lissense Mutation Das veränderte Basentriplett codiert für eine andere Aminosäure CGG (Arg Arginin) → CAC (His = Histidin) Nonsense Mutation Das veränderte Basentriplett codiert für ein Stopp-Codon, das den Abbruch der Translation an dieser Stelle bewirkt UAA (Stopp)→→ UA (Tyr = Tyrosin) eserastermutation Ein Base geht verloren oder wird hinzugefügt, sodass sich das Triplett-Leseraster ab dieser Stelle verschiebt UAA GCA CAG →→→ UAA CGC ACA G; eingeschoben →UAA G AC AG; rausgenommen Hissense-Mutation Durch die Verschiebung des Triplett-Leserasters entsteht eine andere Aminosäurensequenz UAC GCA CAG →→ UAC CGC ACA G; Tyr Arg Thr (Tyr Asp Gin) UAC G AC AGG ; Tyr Asp Arg Nonsense-Mutation Das Triblett-Leseraster ist verschoben und es entsteht auch ein Stopp-Codon, das den Abruch der Translation an dieser Stelle bewirkt UAC GCA CAA → UAC GCAAA UAC GCA UGU ACC → UAC GCA UG A Insertion →>Durch das Einschieben eines Nukleotidpaars in ein Gen, verschiebt sich das ganze Leseraster -> Rastermutationen führen zu einem Protein mit veränderter Aktivität Deletion -> Stückverlust eines Chromosoms -> tritt der Verlust am Ende eines Chromosoms auf, so nennt man es GENETISCHES SYSTEM DER EUKARYOTEN Transkription Translation Posttranslationale Modification der Polypeptide Prokaryoten Im Cytoplasma Synthese der mRNA Transkription & Translation sind räumlich nicht getrennt Im Cytoplasma Nein Eukaryoten Im Zellkem Synthese von pra-mRDA, aus der reife mRNA gebildet wird Reife mRNA muss erst den Zellkern verlassen Im Cytoplasma На