Biochemie

Nach dem Schlüssel Schloss Prinzip werden die Endprodukte umgesetzt Enzym geht unverändert aus der Reaktion hervor.Substrat kann andocken und wieder unverändert hinaus diffundieren wenn die Zeitkonstante nicht erreicht wurde um das Substrat zu spalten

Die grüne Fläche soll das aktive Zentrum sein

Anpassung des aktiven Zentrum an das Substrat (induced fit) Die Struktur ist nicht genau vordefiniert, sobald sich das Substrat nähert passt sich das aktive Zentrum an.

In der Realität meistens Mischformen

Änderung der Enzymstruktur somit Verlust der Fähigkeit etwas zu katalysieren

Unterteilung in reversibel und irreversibel

kompetitiv = Wettbewerb um die Bindungsstelle zwischen Substrat und Inhibitor

Allosterische Zentrum wird gebunden Konformationsänderung an der Substratbindungsstelle

"Bauplan" für die Proteine  liegt auf der DNA bzw. auf den Genen. Durch die Transkription wird eine RNA des entprechenden Gens auf der DNA gebildet. Gene können grundsätzlich in beide Richtungen abgelesen werden (weil DNA Doppelstrang ist)!. Anschließend wird in der Translation aus dieser RNA bzw aus der INformation auf der RNA eine AS-Kette gebildet, aus der dann ein Protein entsteht.

Dabei gibt es für jede AS ein oder mehrere Tripletts auf der RNA, das für die AS codiert. kann mit der Code-Sonne abgelesen werden.

• RNA codierende Region: Bereich der später die RNA bildet und für die AS codiert
• Promotor-Region: DNA Region, die zum Gen gehört, aber nicht in der RNA landet; hat regulierende Funktion
• Terminator-Region: bestimmt das Ende der Transkription

1. Initiation: RNA Polymerase bindet an Promotorregion und entwindet DNA
2. Elongation: RNA Polymerase liest von 3` nach 5` und synthetisiert dabei RNA
3. Termination: RNA Polymerase stoppt an Terminatorregion

DIe RNA Polymerase bindet an den Promotor und beginnt die DNA an dieser Stellt lokal zu entwirren und aufzuspalten. Sie folgt dann dem STrang in 3´ zu 5´ Richtung und snthetisiert aus den komplementären RNA-Nukleotiden einen RNA-Strang, welcher durch eine Öffnung die RNA-Polymerase verlässt. Dies geht so lange, bis die RNA-Polymerase an eine Terminatorregion kommt und die Synthese beendet.

Nicht jedes Protein oder Enzym wird gleich häufig bzw. in gleicher Menge benötigt. Um dies zu steuern, kann bereits auf Transkriptionsebene rguliert werden, damit weniger RNA eines bestimmten Gens gebildet wird und dadurch auch weniger Proteine synthetisiert werden.

Reguliert wird die Transkription über sogenannte Transkriptionsfaktoren. Diese sind Proteine die ebenfalls an die DNA (Promotorregion) binden können und dadurch die Bindung der RNA-Polymerase an die DNA erleichtern. Durch diese bessere und schnellere Bindung können mehrere RNA-Polymerasen gleichzeitig das Gen ablesen und RNA snthetisieren. Die zweite RNA-Polymerase bindet dabei an den Promotor sobald die erste ein TSück weiter ist und der Promotor wieder "frei" ist.

schnellere Bindung-> mehr RNA-> mehr Protein

Beides sind DNA-Regionen, die ebenfalls zur Regulation der Transkription beitragen. Sie können bis zu tausende Basenpaare vom Anfang des Gens entfernt liegen. Durch die Windung der DNA entsehen Schleifen wodruch es möglich ist, dass diese DNA-Regionen nahe genug am entsprechenden Gen sind, um die Transkription zu beeinflussen.

Enhancer: können Regulationsproteine binden und so die Transkriptionsrate erhöhen

Silencer: können Repressoren binden und so Transkription verhindern oder herabsetzen

1.  Basenabfolge mit Exons und Introns
2. 5´ cap Gruppe
3. Poly-A kette (besteht aus sehr vielen A Basen) am 3´ Ende

cap und Poly-A Kette dienen dem Export der mRNA aus dem Zellkern. Sie schützen die mRNA vor Enzymen und verbessern die Ribosomenbindung

Regionen in einem Gen

Exon: kodierender Bereich

Intron: nicht kodierender Bereich, hat regulatorische Funktion

Bei der Transkription wird das gesamte Gen (mit Exons und Introns) abgelesen, wodurch eine Vorläufer mRNA entsteht. Beim Splicing werden die Introns herausgeschnitten und die Exons bilden dann die fertige, reife mRNA.

Durch eine unterschiedliche Zusammensetzung der Exons entstehen unterschiedliche mRNAs, die dementsprechend auch für unterschiedliche Proteine codieren. Dies wird als alternatives Splicing bezeichnet und ermöglicht es verschiedene Proteinvarianten (Proteinisoformen) aus nur einem Gen zu synthetisieren.

Der K_m-Wert beschreibt die Affinität des Enzyms zum Substrat. Der Wert ist abhängig von z.B. Temperatur und pH-Wert

K_m-Wert klein = hohe Affinität Enzym zum Substrat (bindet sehr gut daran)

K_m-Wert groß = geringe Affinität Enzym zu Substrat 

Inhibitoren hemmen eine enzymatische Reaktion. Sie binden sich an das Enzym aber nicht an das aktive Zentrum, der Inhibitor ändert die Anzahl aktiver Enzyme. Die maximale Geschwindigkeit wird dadurch herabgesetzt und die Kurve wird flacher. K_m-Wert bleibt gleich.

Substratmoleküle pro Sekunde die von einem Enzym bei bestimmten Reaktionsbedingungen umgesetzt werden.

Sie wird in "U" (unit) angegeben. Ist die Menge eines Enzyms, das 1 µmol eines Substrates pro Minute unter den für dieses Enzym definierten Bedingungen ( pH, Temperatur...) umsetzt.

DNA: Cytosin, Guanin, Adenin, Thymin  (Doppelsträngig sind anti parallel) von 5´ - 3´ Ende

RNA: Cytosin, Guanin, Adenin, Uracil  (Einzelstrang)

Purine: Guanin, Adenin

Pyrimidine: Cytosin, Thymin 

Verbindungen G-C (3-H-Brücken also stärkere Bindung) und A-T (2-H-Brücken) über Wasserstoffbrücken

Porteine, die als "Spulen" dienen, um die sich die DNA wickeln kann. Histone sind positiv geladen, damit negativ geladene DNA elektrostatisch sich daran bindet. Mehrere Histonproteine bilden ein Nukleosom (Octamer).Histon H1 organisiert die Anordnung der einzelnen Nukleosomen zueinander.

repetitive (wiederholend) DNA-Sequenzen am Ende der Chromosomen. Nach jeder Zellteilung verkürzen sich diese Telomere.