DNA Replikation ist semikonservativ. Abb. aus Stryer (5th Ed.)
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- Teresa Grosse
- vor 8 Jahren
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Transkript
1 DNA Replikation ist semikonservativ
2 Entwindung der DNA-Doppelhelix durch eine Helikase
3 Replikationsgabel Eltern-DNA
4 Beide DNA-Stränge werden in 5 3 Richtung synthetisiert
5 DNA-Polymerasen katalysieren die DNA-Synthese
6 DNA-Polymerasen benötigen eine DNA-Matrize
7 DNA-Polymerasen benötigen ein kurzes RNA-Stück als Primer (RNA-Polymerase)
8 DNA Replikation Kontinuierliche Synthese Diskontinuierliche Synthese Leitstrang Folgestrang
9 DNA Polymerasen Katalysieren die Verlängerung einer Polynukleotidkette Synthese des neuen Stranges in 5 3 Deoxy-Nukleotidtriphosphate (datp, dctp, dgtp, dttp) DNA-Matrize (Templat) Metallionen (Mg 2+ )
10 Katalytische Zentrum der DNA Polymerase I von E.coli Klenow Fragment der DNA Pol I
11 DNA Polymerase III (Molekulargewicht ca Da) β2 Untereinheiten von PolIII (umklammeren die dsdna hohe Prozessivität )
12 Pol I Pol III Katalyse: 10 NTP pro Sek. Prozessivität ca. 20 Katalyse: 1000 NTP pro Sek. Prozessivität ca. > 1000
13 Exonuclease Aktivität Pol I Pol III 3 5 (Proofreading) 5 3 (Proofreading) 5 3 (Entfernen des RNA- Primer am Folgestrang)
14 Korrektur von Replikations-Fehlern
15 Proofreading (Korrekturlesen)
16 Genauigkeit der Replikation (Fidelity) ca. 1 Fehler pro10 10 Nukleotide
17 Chemische Mutagenese HNO 3 Cytosin Adenin Hypoxanthin
18 Mutation durch UV - Licht
19 DNA Reparatursysteme
20 Reparatur durch Austausch von Nukleotiden oder der Base
21 DNA Rekombination
22
23
24 Nukleinsäuren RNA
25 Typen von RNA Messenger RNA (mrna) Ribosomale RNA (rrna) Transfer RNA (trna) Small nuclear RNA (snrna) Codiert Proteine, d.h. die RNA Sequenz determiniert die Aminosäure-Sequenz bei der Protein Synthese am Ribosom Bestandteil des Ribosoms Liefert dem Ribosom aktivierte Aminosäuren Spleissen der mrna (nur in Eukaryoten)
26 Größe und relative Menge von RNA- Molekülen in E.coli
27 Bei der RNA-Synthese entsteht ein einzelsträngiges RNA-Molekül. Innerhalb eines RNA-Moleküls können sich aber doppelsträngige Bereiche bilden.
28 RNA Moleküle zeigen eine Vielfalt unterschiedlicher 3D-Strukturen
29 RNA-Synthese (Transkription von DNA) RNA-Polymerase - Synthese erfolgt in 5 3 Richtung - DNA-Templat wird kopiert - Ribonukleotid-triphosphate (NTP: ATP, GTP, UTP, CTP) -Mg 2+ Ionen - Interaktion mit Aktivator oder Repressor Proteinen reguliert die Transkription
30 Transkription mrna Templat DNA-Strang Kodierende DNA-Strang
31 RNA-Polymerasen müssen die DNA-Doppelhelix entwinden
32 RNA-Synthese
33 RNA-Polymerasen bestehen aus mehreren Untereinheiten
34 Katalytische Zentrum der RNA-Polymerase
35 Eukaryotische Zellen haben drei verschiedene RNA-Polymerasen RNA-Polymerase Transkript I 18S u. 28S rrna II mrna u. snrna III trna u. 5S rrna
36 Transkriptions-Start erfolgt durch Bindung der RNA-Polymerase an einen Promotor σ Untereinheit der RNA- Polymerase erkennt und bindet spezifisch an die Pribnow Box
37 Prokaryotische Promotor-Sequenzen
38 Transkriptions-Initiation in Eukaryoten
39 An der Transkriptions- Initiation in Eukaryoten sind mehrere Transkriptionsfaktoren beteiligt, z.b. Für RNA-Pol. II: TFIIA, B, D, E, F
40 Posttranskriptionale RNA-Prozessierung Spaltung + Modifikation G Q Spleissen + Editing U UUU
41 Prozessierung einer prä-trna
42 Modifizierte RNA-Nukleoside
43 Modifizierte RNA - Nukleoside Queuosin
44 Eukaryotische messenger-rna Cap-Nukleotid am 5 -Ende Polyadenylierung am 3 -Ende u.u. nicht-codierende Bereiche (Introns)
45 Spleißen von prä-mrna Viele Protein-codierende Gene in Eukaryoten sind durch nicht-codierende Abschnitte (Introns) unterbrochen. Beim Spleißen werden die Introns entfernt und die codiernde Abschnitte (Exons) verknüpft. Transkription Addition vom Cap und Poly(A)-Schwanz Primär-Transkript (prä-mrna) Spleißen
46 Spleißen von prä-mrna Im Kern von eukaryotischen Zellen Spleißosom erkennt die Introns und katalysiert die Spleißreaktion Das Spleißosom besteht aus ca. 100 verschiedenen Proteinen und 5 snrnas
47 Das Spleißosom Die snrnas und die meisten Proteine bilden stabile Ribonukleoprotein- Komplexe, die snrnps (small nuclear ribonucleoprotein particle) Für jede Spleißreaktion muss das Spleißosom neu gebildet werden
48 Das Spleißosom U1 snrnp SR SF1/ mbbp U2AF 35 EXON 1 U2AF 65 EXON 2 U1 snrnp U2 snrnp EXON 1 EXON 2 U1 snrnp EXON 1 U4/U6.U5 snrnp U2 snrnp EXON 2 U4 U6 U2 U1 U5 EXON 1 EXON 2 EXON 1 Py AG EXON 2 GUAUGU UACUAAC pre-mrna Intron-Lariat + EXON 1 EXON 2 mrna
49 Erkennung der 5 -Spleiß- Stelle durch das U1 snrnp
50 Das Spleißen von prä-mrna erfolgt in zwei Schritten
51 Alternatives Spleißen erhöht die Zahl möglicher Proteinprodukte
52 Selbst-spleißende Introns Erstmals entdeckt für eine prä-rrna in Tetrahymena
53 Struktur einer selbst-spleißenden RNA
54 Mechanismus des Spleißens in einer selbst-spleißenden RNA 1. Bindung eines Guanosin-Nukleosids
55 Mechanismus des Spleißens in einer selbst-spleißenden RNA 2. Durch nukleophilen Angriff der 3 -OH des Guanosins wird die Phosphodiester-Bindung an der 5 -Spleißstelle gespalten
56 Mechanismus des Spleißens in einer selbst-spleißenden RNA 3. Die nun freie 3 -OH Gruppe des 5 -Exons kann die Phosphodiester-Bindung an der 3 -Spleißstelle nukleophil angreifen, spalten und somit die beiden Exons verbinden
57 Selbst-spleißende RNAs Introns der Gruppe I im Zellkern, sowie in den Mitochondrien und Chloroplasten verschiedener Eukaryoten (aber nicht in Wirbeltieren) Introns der Gruppe II in den Mitochondrien und Chloroplasten von Pilzen und Pflanzen
58 Vergleich der Spleiß-Mechanismen
59 RNA - Welt RNA kann komplizierte 3D-Strukturen ausbilden (RNA-Faltung) und spezifisch kleine Moleküle binden RNA besitzt katalytische Aktivität RNAs waren die ursprünglichen Katalysatoren in der prä-zellulären Zeit
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