CUB 8 SS14 DNA -Replikation, Proteinbiosynthese Charite

Entspiralisierung durch Enzym Topoisomerase

1. Trennung der Einzelstränge

durch Enzym Helicase werden H-Bindungen getrennt. Es enstehen Matrizen (2 Vorlagestränge). Leitstrang und Folgestrang.

2. Verdoppelung der Einzelstränge.

Primer, DNA-Polymerase, Primase

3. Feinschliff der DNA's

Ligase Verknüft Okazaki Fragmente am Folgestrang Tochterstrang.

Organismus, dessen Zellen einen Zellkern besitzen (alternativ: Prokaryont, Organismus, dessen Zellen keinen Zellkern besitzen)

Man spricht von komplementären Basen (Adenin und Thymin (in der RNA wird Thymin durch Uracil ersetzt), Cytosin und Guanin) und zwei antiparallelen Strängen.

siehe Bild

Ein Nukleotid wiederum besteht aus einer Base, einem Phosphat und einem Zucker (die Desoxyribose). In der DNA gibt es vier veschiedene Basen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G).

menschliche Genom besteht aus ca. 23000 Genen, d.h. über 3 Milliarden Basenpaaren. Ein Chromosom besteht im Durchschnitt aus ca. 150 Millionen Basenpaaren, die in DNA-Doppelhelices organisiert sind.

Auf diesem Prinzip basiert die DNA-Replikation und –Transkription; freie Nukleotide können mithilfe ihrer Basen an den komplementären Basen der DNA andocken und so den Strang „kopieren“

Vorgang der „Verdopplung“ der Erbinformation für die Zellteilung. Helikase: Aufspaltung des DNA-Doppelstrangs.

Es entsehen zwei identische semikonservatiere (halbbewahrend)) DNA. Aus Elternstrang u neu entstandenem Tochterstrang.

1-erzeugt einen Primer, der direkt an den DNA-Strang andockt und der als Ansatzstelle für die DNA-Polymerase dient.

2-Verknüpfung der neu-entstandenen Nukleotide.

3-Verknüpfung der Okazakki-Fragmente

siehe Bild

beschreibt den Vorgang von der Anfertigung einer Kopie eines DNA-Teilabschnitt zur Entstehung einer Aminosäurenkette (ab einer gewissen Länge spricht man von einem Protein)

„Abschreiben“ eines Teilabschnitts der DNA, es entsteht mRNA

1. RNA-Polymerase spaltet H-Brückenbindung und legt Stränge frei

2. RNA-Polym. verknüpft Nukleotide am komplementären DNA Strang (Matrizenstrang/Minusstrang)

3. RNA-Polymerase spaltet weitere H-Brückenbindungen und bildet so nach und nach mRNA Strang, bis zum Terminator.

4. Loslösung von der DNA und Prozessierung der mRNA, dann Gelangung zum Ribosomen

1. Capping: Cap-Struktur am 5'3' Ende zur Signal u Schutzfunktion für die Ribosmale Untereinheit

2. Polyadenlierung: hinzufügung eines Poly A Schwanzes am 3' Ende - Lebensdauererhöhung

3. Editing: Änderung einzelner Basen-> Enstehung anderer Proteine

4. Splicing: Trennung der Introns von den Exons. Introns haben bei der Translation keine Funktion

Aufbau:

RNA hat eine OH-Gruppe mehr als der Zucker der DNA

RNA instabiler und kurzlebiger

RNA ersetzt Thymin durch Uracil

Funktion:

DNA - Gene zur Vererbung

RNA - Kopie der DNA zur Proteinsynthese

DNA-Strang, dessen Sequenz die gleiche ist wie die Sequenz der entstehenden RNA

Basentriplett der mRNA

ensprechendes Basentriplett der tRNA

Basenabfolge „A-U-G“ auf dem mRNA-Strang; kodiert für die Aminosäure Methionin

drei verschiedene „Codes“ codieren für den Stop der Translation

Beginn der Translation am Startcodon

Verknüpfung der Aminosäuren

Ende der Proteinbiosynthese am Stop-Codon

siehe Bild

Ist die mRNA ins Zytoplasma gelangt, bindet sie an Ribosomen. Hier erfolgt die Übersetzung des Gen-Codes (= Abfolge der Basen) in eine Aminosäurenkette: Dieser Vorgang wird Translation genannt.

mRNA-enthält genetische Infos zur Herstellung von Proteinen

tRNA-enthält keine genetischen Infos, vermittelt die passenden Aminosäuren zur Translation

rRNA-enthält keine gen.Infos, Beteiligung am Aufbau und der Aktivität der Ribosomen

1. durch Desamisierung - Abspaltung einer Aminogruppe (NH2)

2. durch Hydrolyse - Spaltung einer biochemischen Verbindung mit Hilfe von Wasser

3. Uracil leichter vom Organismus toleriert

- dient zur Ermittlung der Aminosäuren

- wird von Innen nach Außen gelesen (5´- 3´Richtung)

- erfunden von Carsten Bresch und Rudolf Hausmann

siehe Bild