<
>
swopdoc logo
Download
a) trade for free
b) buy for 23.38 $
Document category

Exam preparation
Biology

University, School

Johannes Kepler Universität Linz - JKU

Grade, Teacher, Year

2, Berger, 2016

Author / Copyright
Text by Janine B. ©
Format: PDF
Size: 4.21 Mb
Without copy protection
Rating [details]

Rating 4.0 of 5.0 (1)
Networking:
0/0|0[3.0]|1/6







More documents
EINFÜHRUNG IN DIE MOLEKULARBIOLOG­IE Aufbau und Struktur der Nukleinsäuren, DNA: DNA ist ein Polymer aus Nukleotiden (Nukleosid mit angeesterter Phosphorsäure). Das C1 der Ribose ist N-glycosidisch mit einer Pyrimiden- bzw. Purinbase verbunden, am C2 der DNA fehlt der Sauerstoff, C3 bindet an Phosphat der vorhergehenden Nukleotids u. am C5 sitzt das Phosphat. Bei physiologischem pH ist das Phosphat-Backbo­ne vollständig deprotoniert. Bei dsDNA bilden Purinbasen mit Pyrimidenbasen H-Brücken aus. Meistens bilden ds Nukleinsäuren…
Physikalische Eigenschaften der Nukleinsäuren Die Fähigkeit der DNA-Einzelsträn­ge sich unter geeigneten Temperatur- und Ionenbedingunge­n wieder zu einem Doppelstrang zusammenzufügen nennt man Renaturierung oder Reassoziation. Die durch die Renaturierung gebildeten Moleküle heißen Hybridmoleküle und den Vorgang der Doppelstrangbil­dun­g Hybridisierung. Wenn sich Hybridmoleküle nicht ganz komplementär paaren kommt es zu Fehlpaarungen, den resultierenden Doppelstrang nennt man Heteroduplex. Dieser ist extrem…

Fragen zu Kapitel 1- Aufbau und Struktur der Nukleinsäuren


  1. Einteilung der Sequenzen im Genom und Lebenszyklus von L1-Element (da meinte er Hochrepetitive und Mittelrepetive Sequenzen bzw. Nonretroviral Retrotransposon L1-RNA und Einbau mittels Reverser Transkriptase)

Sequenzen im Genom

a) Hochrepititive DNA

  • Satelliten (im Centromerbereich; >100kb)

  • Minisatelliten (im Telomerbereich; 0,1-20kb)

  • Microsatelliten (verteilt im ganzen Genom, meist im nichtcodierenden Bereich ; <150kb)

b) MIttelrepitive DNA

  • Pseudogene (=Gene die durch Duplikation entstehen, im Laufe der Evolution brauchte man nur 1 Gen, das zweite verursacht nur Mutationen, d.h. es ist nicht funktionell, ist aber trotzdem im Genom. Wenn DNA renaturiert, kann es sein, dass es sich mit Pseudogen verbindet – Retrotransposition, und Aufnahme einer Unfähigkeit; sind unfähig, Proteine zu codieren)

  • rRNA-repeads (45 SrRNA – prozessiert zu 18S, 5,8S, 28SrRNA ergeben 80SrRNA +

5SrRNA; es entsteht nicht maturierte 40S (aus 18SrRNA + 33Proteinen) und 60S (aus 28S, 5,8S, 5SrRNA + 50 Proteine), wenn aus Zellkern transportiert sind sie 40S und 60S Untereinheiten und bilden das Ribosom)

  • Interspersed repeads

  • Retrotransposons (LINE (L1), SINE (Alu) (100-300 Bp lang) – keine inverted repeads, brauchen ORF um springen zu können)

  • LTR (long terminal repeads) (HERV, humane endogene retroviren; codieren für reverse Transkriptase, die Transposition passiert über RNA-Zwischenstufen, Unterschied zwischen Retroviren und Retrotransposons: Retrotransposons können Zelle nicht verlassen)

  • DNA-Transposons

Lebenszyklus von L1-Element:

Ein typisches LINE-Element im Säugerdarm ist das L1. Es ist das einzige Element aus der LINE-Familie, das im humanen Genom noch aktiv ist. Line-Elemente haben auch reverse Transkriptaseaktivität, aber dafür benötigen sie LTRs und benutzen einen anderen Mechanismus von Retroviren, um die reverse Transkriptasereaktion zu primen. LINE-Elemente in Säugetieren haben 2 Leserahmen: ORF1, das für ein nucleinsäurebindendes Protein codiert und ORF2, das für reverse Transkriptase- und Endonucleaseaktivität codiert.
Das L1-Element beginnt mit einer ca. 900 Bp langen 5`UTR (untranslatierten Region), der den Promotor des Elements enthält.

Darauf folgen ORF1 und ORF2. Das L1 Element wird transkribiert und dann beide ORFs.
Die L1-Elemente im Chromosom werden transkribiert und polyadenyliert. Es entsteht die L1-RNA. Während sie transkribiert werden, werden sie ins Cytoplasma transportiert, wo sie translatiert werden. L1 besitzt zwei ORFs.
Die Endonuclease/reverse Transkriptase wird translatiert. Die Erkennungssequenz beinhaltet AAA Reste, welche am komplementären Strang TTT Reste beinhalten.

Diese Paaren sich mit Poly-A-Resten an der L1 RNA.
Sobald die Endonuclease/reverse Transkriptase translatiert ist, erfolgt der Transport in den Kern, wo der Schnitt des 1. Stranges der target DNA erfolgt. Er wird verdrängt und bildet mit der mRNA komplementäre Basen aus. Der 1. Strang ist also komplementär zur mRNA. Das 3`OH Ende wird als Primer verwendet, um die cDNA herzustellen.

Wenn der 1. Strang erstellt ist, wird der 2. über einen mehrstufigen Prozess hinzusynthetisiert. Dadurch entsteht eine neue Kopie des L1 an irgendeiner Position im Genom. Wenn der 2. Strang hinzusynthetisiert wird, können leicht Fehler passieren, deshalb findet man oft verkürzte L1 Elemente im Genom. Die reverse Transkriptase von L1 ist vermutlich auch verantwortlich für die Bildung von prozessierten Pseudogenen, die irgendwo integriert werden.


  1. Micro-Arrays

DNA-Microarrays dienen dazu, um das Genexpressionsverhalten zweier beliebiger Proben miteinander zu vergleichen, z.B. um die mRNA-Profile normaler Zellen mit den von Tumorzellen zu vergleichen. Es gibt zwei verschiedene Arten von DNA-Microarrays:

  • Spotted Microarrays - bei denen cDNA, Oligonucleotide oder Fragmente von PCR Produkten auf das entsprechende Trägermaterial gedruckt werden

  • Oligonucleotide Microarrays - beruhen auf synthetisch hergestellte Oligonucleotide

Die genannten Fragmente werden als Sonden verwendet, die an definierter Position eines Rasters, z.B. an einem Glasträger aufgebracht werden. Zunächst muss RNA aus dem zu untersuchenden Objekt extrahiert werden. cDNA/cRNA wird mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert. Bei der Hybridisierung binden die markierten, einzelsträngigen DANN/cDNA/cRNA Stücke an ihren komplementären Gegenpart auf dem Array.

Die nicht-gebundenen Stücke werden abgewaschen (Bedingungen so wählen, dass spezifische Bindungen übrig bleiben). Mittels Laser wird das Fluoreszenzsignal jeder Position des Microarrays ausgelesen.
Jeder Spot im Microarray entspricht einem Gen. Zurück zu dem Beispiel mit der Tumorzelle: dort wo von der Tumorzelle (im Spot) mehr vorhanden ist, wird vermehrt an Spot binden.

Es kommt zur Farbveränderung, z.B. rot, wenn Tumorzelle mit rotem Fluoreszenzfarbstoff markiert wurde (Cy5). Ein grüner Spot (Cy3) stellt die Kontrollzelle (normale Zelle) dar.


Methoden zur Hybridisierung und Primerbindung:
DNA Arrays, Southern Blot, Northern Blot, PCR

PCR:
1) Denaturierung - 94°C-96°C
2) Primerhybridisierung – Temperatur so wählen, dass sich Primer anlagern können (wenn zu niedrig, bekommt man unspezifische Produkte, wenn zu hoch, hat man einen ineffiziente Produktbildung. Man wählt die Temperatur 5-10°C unter dem Schmelzpunkt der Primersequenz ca. 55-65°C

3) Elongation – DNA Polymerase füllt die fehlenden Stränge auf, beginnt am 3`Ende des Primers und geht an DNA entlang. 68-72°C; 30 sek. je 500 Bp, Thermocycler kühlt auf 4-8°C ab


  1. DNA und RNA Aufbau vergleichen. Denaturierunsverhalten? mRNA von Prokaryonten und Eukaryonten vergleichen. Funktionen und Auswirkungen?

Vergleich DNA-RNA
Alle RNA-Nucleotide weisen als Zuckerkomponente das Monosaccharid Ribose, anstelle von Desoxyribose in der DNA auf.
Ribose besitzt im Vergleich zur Desoxyribose eine zusätzliche Hydroxylgruppe (OH-Gruppe) am C2-Atom. Außerdem kommt in der RNA Statt der Base Thymin (in DNA) die eng verwandte Pyrimidinbase Uracil vor. Uracil trägt in Position 5 des Pyrimidinrings ein H-Atom, während Thymin an dieser Position eine .....[read full text]

Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis
This page(s) are not visible in the preview.
Please click on download.
Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis
  • Microsatelliten (verteilt im ganzen Genom, 3% Anteil am humanen Genom)

    • Mittelrepitive DNA

    • Pseudogene

    • rRNA repeads

    • Interspersed repeats

    • Retrotransposons: LINE (L1) (im Genom verteilt, 20% Anteil im humanen Genom)
      SINE (Alu) (im Genom verteilt, 13% Anteil im humanen Genom)

    • DNA-Transposons (verteilt im Genom, ca. 3% Anteil im humanen Genom)

    • LTR (HERV) (können nicht springen, ca. 8% Anteil im humanen Genom)

    • Weiters:

    • Genom Duplikationen (ca. 5% Anteil im humanen Genom)

    • Einfache Wiederholungen (ca. 3 % Anteil im humanen Genom)

    • Transkribierende Sequenzen (Gene) (ca. 28% Anteil im humanen Genom) davon
      codierende Sequenzen (Porteine) (ca. 1,5% Anteil im humanen GenomI)


    1. Aufbau der DNA, DNA-Bindeproteine - welche Methoden zur Analyse der Bindung an DNA?

    Aufbau der DNA

    Sie besteht aus Desoxyribose, welche am C2-Atom desoxygeniert ist, sprich das OH ist abgespalten.
    An der Desoxyribose sind die Basen angehängt (über N9 an das C1 der Desoxyribose gebunden), welches als Nucleosid bezeichnet wird. Ein Nucleotid ist die Desoxyribose + Base + Phosphorsäureester (an 5`OH Gruppe der Desoxyribose gebunden; es gibt dAMP, dADP, dATP). Es gibt Purinbasen: Adenin, Guanin, und Pyrimidinbasen: Thymin, Cytosin.

  • Wenn sie mit Desoxyribose verbunden werden heißen sie Desoxyadenosin, Desoxyguanosin, Desoxythymidin, Desoxycytidin. Die Basen sind über H-Brücken miteinander verbunden (A-T 2 H-Brücken, G-C 3 H-Brücken).
    Die beiden Stränge sind antiparallel und komplementär. Jeder Strang hat ein 5`Phosphatende und ein 3`Hydroxyende.
    Base stacking trägt zur Stabilität bei, die Doppelhelix kommt durch die übereinanderliegenden Basen zustande.

    Ebenso kommt es durch base pairing, WW der gegenüberliegenden Basen, zu einer stabilisierenden Wirkung. Eine komplette Drehung passiert alle 34A, Basenabstand 3,4A, d.h. alle 10 Bp kommt ein es zu einer Umdrehung, rechtsgängig.
    Die Nucleotide könne in anti der syn Konformation vorliegen (meistens anti).
    Die DNA zeigt auch Variationen in der Struktur, z.B. propeller twist, helical twist (Rotation der Basen umeinander), tilt/roll (Basen je nach Ebene in eine andere Richtung orientiert).

    Die DNA kann auch verschiedene Helixtypen ausbilden: A, B, Z.
    Auch die Sequenz hat einen Einfluss auf die Struktur der DNA: 5 Adenin hintereinander bewirken eine 20° Biegung, was zu einem veränderten Laufverhalten in der Gelelektrophorese und einem veränderten Einbau von Ethidiumbromid führt.
    Die N-glycosidischen Bindungen der Basenpaare stehen sich nicht genau gegenüber, dadurch kommt es zur großen und kleinen Furche.

    DNA-Bindeproteine

    • Helix-turn-Helix – helix-loop-helix, kommen hauptsächlich in Prokaryonten vor aber auch in Eukaryonten. Sie binden als Dimer, haben Balindromische Erkennungssequenzen, werden in große Furche gedrückt, Erkennung erfolgt über die H-Brücken-WW.

    • Zink-koordinierte Protein – Hormonrezeptoren, β β α -Zinkfinger, Zink mittels His und Cys gebunden), in Eukaryonten vorkommend.
      Für eine bessere Spezifität sind mehrere Zinkfinger hintereinandergeschaltet, ein Zinkion dient der Stabilität.

    • Zipperhältige Proteine – Leucin-Zipper, z.B. TF, AP1. Erkennung in der großen Furche durch basische Reste am N-Terminus.

    • Andere α-Helixes

    • β-sheet / β-Faltblatt – z.B. TBP; kommt in Eukaryonten und Prokaryonten vor. Sie binden in die kleine Furche (dort sitzen zusätzliche Faktoren, die die Funktion der TATA-Box beeinflussen); Phenylalaninsreste werden in die DNA eingeschoben, daher wird die DNA stark gekrümmt (sattelförmige Struktur)

    • β-Hairpins- binden über antiparallele β-sh.....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Dann muss Shift verschwinden (Spezifitätskontrolle) wenn Shift nicht weggeht, ist es auch nicht spezifisch.
    3. Wenn ein Überschuss an Mutation drin ist, d.h. die Bindestellen mutiert sind und DNA gleich geblieben ist, darf das Protein nur mehr an nicht radioaktive DNA nicht mehr binden. Nur die nicht radioaktive Bindestelle ist mutiert (kann dadurch auch Konsensussequenz erstellen und feststellen, welcher Rest wichtig ist).
    4. Es wird AK hinzugegeben.

    Dadurch wird der Komplex größer und wandert bei der Elektrophorese noch langsamer. Man erhält einen Supershift.
    Dies ist eine relativ grobe Methode, da man nicht genau sagen kann, wo das Bindeprotein genau an der DNA bindet. So etwas ist jedoch wichtig für die Promotor- und Repressor Erkennung, deshalb kann eine Footrprintingmethode gemacht werden.

  • Footprinting -> zur Identifizierung der Bindestellen
    Hier ist die Auflösung wesentlich besser. DNA wird mit DNA-Bindeprotein codiert. Danach wird Nuclease hinzugegeben. Diese muss im Unterschuss hinzugegeben werden, da sonst der Strang zu oft geschnitten werden würde. Die Nuclease schneidet statistisch auf der DANN. Es wird auf einem denaturierend wirkenden Gel aufgetrennt.

    Bindet nun ein DNA-Bindeprotein, kann die Nuclease nicht schneiden, dadurch entsteht ein freier Bereich = „Fußabdruck“, d.h. dort sind keine Schnittstellen vorhanden, dort liegt also die Bindestelle. Mann macht danach noch eine Sequenzeirung des DNA-Fragments um danach Fragmente zuordnen zu können.

    Weitere wären: Filterbindung, Westernblot, Protein-DNA-cross-linking, screening einer Expressionsbibliothek mit DNA-Sonde


    1. Methoden für die Sequenzierung der DNA aufzählen und die Methoden in den Grundzügen erklären. / Wie kann man eine DNA-Sequenz bestimmen? Nenne mind. vier Sequenzierungstechniken und beschreibe diese.

    Bestimmung der DNA-Sequenz

    1. Chemische Sequenzierung
      Zunächst wird die DNA radioaktiv markiert (Phosphor 32). Dann werden die Basen modifiziert, z.B. mit Hydrazin und durch Alkalibehandlung mit Piperidin an modifizierter Stelle gespalten (4 getrennte Ansätze). Man erhält Fragmente unterschiedlicher Länge, diese werden auf einem DNA-Agarosegel aufgetrennt mittels Gelelektrophorese. Durch Vergleich der 4 Ansätze auf dem Gel lässt sich die Sequenz ablesen.
      Diese Methode wurde z.B. zur Bestimmung der Operonsequenz eines Bakteriengenoms verwendet, ist aber heute aus der Mode gekommen, da man mit gefährlichen Reagenzien arbeitet und die Methode schwer automatisierbar ist.

      Außerdem wurde sie von der Sa.....

  • Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Als Resultat bekommt man ein dedektierbares Licht, dessen Stärke proportional zum verbrauchten ATP ist.
    Der Lichtbiltz wird von einem Detektor erfasst (bei Zugabe des passenden Nucleotids erhält man ei Signal, wenn Nucelotid nicht passt, bleibt der Lichtblitz aus).
    Die Pyrosequenzierung wird z.B. zur Bestimmung der Häufigkeit von bestimmten Genmutationen, z.B. bei der Untersuchung von Erbkrankheiten, eingesetzt.


    1. 454-Sequenzierung (Roche)
      Grundprinzip auch Pyrosequenzierung genannt: Kleine DNA-Fragmente (genomische DNA, cDNA) werden mit winzigen Kügelchen vermengt (beads). Die DNA-Lösung ist dabei so stark verdünnt, dass im Mittel jedes Kügelchen nur ein DNA-Molekül bindet. Danach werden die DNA-tragenden Kügelchen auf Siliciumträger verteilt, die 400 000 winzige Vertiefungen im Pikoliterbereich aufweisen (Pikotiterplatten).

      Die winzige Größe der Vertiefungen stellt sicher, dass nicht mehr als ein Kügelchen hineinpasst. Die so verankerten DNA-Moleküle werden einer Polymerasekettenreaktion unterworfen, um die Molekülzahl zu vergrößern. Da jede Kugel nur eine DNA trägt, wird nur diese vervielfältigt und es entsteht in jeder Vertiefung eine homogene Population von DNA-Molekülen.

      Diese dienen dann als Matrizen für eine weitere Syntheserunde, bei der neben der DNA-Polymerase auch biolumineszente Proteine hinzugefügt werden. Diese neuerliche DNA-Synthese wird allerdings schrittweise durchgeführt, wobei die Platte nacheinander jeweils mit dATP, dGTP, dCTP und schließlich dTTP inkubiert wird. Zwischendurch wird gewaschen. Der Einbau des jeweiligen Desoxyribonucleotids erfolgt nur, wenn das komplementäre Nucleotid auf dem Matrizenstrang vorliegt.

      Dabei wird Pyrophosphat freigesetzt, das über gekoppelte enzymatische Reaktionen zur Freisetzung von Lichtsignalen führt, die von einem lichtempfindlichen Mikroprozessor erfasst und an einen Computer weitergeleitet werden. Die Lichtsignale zeigen an, welcher Nucleotidtyp in welcher Vertiefung eingebaut wurde. So lassen sich die Sequenzen der DNA-Moleküle in allen Vertiefungen gleichzeitig ermitteln.

      Die sequenzielle Zugabe der Nucleotide kann 200-250 Basen l.....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Bei diesem Ansatz gibt es jedoch zwei wesentliche Einschränkungen, die die Sequenzierung auf Längen von etwa 30-50 Basen beschränken. Erstens sind die DNA-Proben auf dem Träger nicht geordnet. Dies erschwert die Detektion und Zuordnung der Lichtsignale. Zweitens enthalten die Probenkammern mit den Kügelchen bei der 454-Sequenzierung eine etwa 10x höhere Menge an DNA als bei Solexa/Illumina-Sequenzierung.

    Der Solexa/Illumina-Ansatz zeigt daher ein niedrigeres Signal-Rausch-Verhältnis. Sie erzeugt allerdings in einem einzigen Durchgang mehr als 1 Gigabase Sequenzinformation.


    Fragen zu Kapitel 2- DNA-Topologie


    1. DNA-Topologie: Definition, Enzyme inkl. Reaktionsmechanismus?

    Durch das gegenseitige Umwinden der beiden DNA-Stränge ist es möglich, die Struktur zu ändern, indem man die Konstellation im Raum ändert durch Superspiralisierung DNA-Topologie = Beschaffenheit der DNA

    Superspiralisierung ist bei circulärer als auch linearer DNA möglich (wenn die Enden fixiert sind).
    Bei einer positiven Superspiralisierung kommt es zu einer engeren Wicklung und damit zu mehr als 10,5 Basen (wie es bei entspannter DNA ist) pro Umdrehung.
    Bei einer negativen Superspiralisierung kommt es zu einer lockeren Wicklung und damit zu weniger als 10,5 Basenpaaren pro Umdrehung.

    Superspiralisierung, „supercoil“, kommt in jeder lebenden Zelle vor. Funktion: das stets eine Mindestmenge von Basenpaaren geöffnet ist, um so den Polymerasen zu ermöglichen, den Template-Strang zum neuen Doppelstrang zu ergänzen. Dies gilt für die Replikation und für die Transkription. Es kommt zu einem Gleichgewicht zwischen 2 Topoisomerasen: Topoisomerase II schneidet 2 Stränge und verklebt sie.

    Dieser Vorgang verbraucht ATP. Topoisomerase I verbraucht keine Energie und entfernt das Supercoil, indem sie nur einen Strang schneidet, sich um den geschlossenen Strang dreht und die Lücke wieder verschließt. So kann die RNA- und DNA-Synthese nur ablaufen, wenn ausreichend ATP vorhanden ist. Unter Hungerbedingungen findet keine Synthese statt.
    Arten von Topoismomerasen
    (=Enzyme, die die DNA.....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Diese Lücke wird vom Enzymmolekül überbrückt.
    Der 2. (intakte) Strang wird durch die Lücke durchgeführt und an einer DNA-bindenden Stelle in einem innenliegendem, dounatförmigen Loch im Protein gebunden. Danach werden die beiden Strangenden des gespaltenen DNA-Stranges wieder einander angenähert.
    Anschließend erfolgt die kovalente Wiederverknüpfung der beiden Strangenden durch eine Umesterung (diese Umesterung braucht kein ATP, ist aber nur bei Topoisomerase I so, bei Topoisomerase II wird ATP benötigt!).
    Nach der Verknüpfung der DNA-Enden muss sich das Enzym ein weiteres Mal öffnen, um die DNA freisetzen zu können.

    Die resultierende DNA ist bis auf die Ausnahme, dass ihre Verwindungszahl um 1 größer ist, zum Ausgangs-DNA-Molekül identisch.

    Reaktionsmechanismus der Topoisomerase IB: Hier wird kein Strang durch die Öffnung geführt, sondern der eine Strang gebrochen und am 3`Phosphat gebunden. Das freie 5`Phosphat kann nun kontrolliert rotieren, bis die DNA wieder verbunden wird. Dabei wird die DNA relaxiert, indem die Verwindungszahl um 1 größer wird.

    1. Topoisomerase II
      Typ II Topoisomerasen können kovalent geschlossene, ringförmige DNA-Moleküle ver-und entketten, indem sie einen Doppelstrangbruch in einem Molekül erzeugen und das andere Molekül durch diese Bruchstelle führen. Dabei ändern sie die linking number um 2.
      Die Topoisomerase II macht einen versetzten Schnitt. Sie kann relaxieren, ver- und entknotten, catenieren und decatenieren.

      Sie ist vor allem bei der Decatenierung nach der DNA-Replikation wichtig, z.B. in E. coli T.IV und Gyrase.
      Bei Säugern relaxiert die Topoisomerase II superspiralisierte DNA.
      Bei Bakterien überführt sie entspannte DNA in negativ superspiralisierte DNA durch die DNA-Gyrase (unter ATP-Verbrauch).
      Die DNA-Gyrase ist somit für den negativen Supercoil in den Chromosomen verantwortlich.

      Dieses negative Supercoiling erleichtert die Entwindung der Doppelhelix, wodurch viele Reaktionen der DNA stimuliert werden, einschließlich der Initiation der Transkription und der DNA-Replikation.
      Die DNA-Superspiralisierung (Supercoiling) ist energetisch unvorteilhaft. Der Gyrase ist es jedoch möglich, die Chemische Energie aus der Hydrolyse von ATP in die Verdrehung der Superspiralisierung zu transformieren.
      Inhibitoren der DNA-Gyrase sind Novobiocin (bindet an GyrB-Komplex) und Chinolone (bindet an GyrA-Komplex). Aufbau der DNA-Gyrase: GyrA und Gyr.
      Reaktionsmechanismus der DNA-Gyrase:
      Wicklung der DNA um das Enzym, dadurch wird das T-Segment der ATP-betriebenen Klammer exponiert.

      Die Wickelungsfuktion befindet sich am C-terminalen Ende der GyrA.
      Die ATP-betriebene Klammer schleußt das T-Segment durch einen enzymstabilisierten Bruch in das G-Segment. Es erfolgt eine Drehung .....

    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Legal info - Data privacy - Contact - Terms-Authors - Terms-Customers -
    Swap+your+documents