Die DNA Replikation. Exakte Verdopplung des genetischen Materials. Musterstrang. Neuer Strang. Neuer Strang. Eltern-DNA-Doppelstrang.



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Transkript:

Die DNA Replikation Musterstrang Neuer Strang Eltern-DNA-Doppelstrang Neuer Strang Musterstrang Exakte Verdopplung des genetischen Materials

Die Reaktion der DNA Polymerase 5`-Triphosphat Nächstes Desoxyribonucleosidtriphosphat Primerstrang Matrizenstrang Richtung der Kettenverlängerung 5` 3` Pyrophosphat

Der Richtungszwang der DNA Polymerase Parentale DNA Leitstrang Okazaki Fragmente Folgestrang

Koordination zwischen Leit- und Folgestrang

Vollendung der Replikation Replikationsursprung Ringförmiges Genom: Replikation beginnt Synthese beendet, wenn beide Gabeln aufeinander treffen Replikation vollendet 2 zirkuläre Tochtermoleküle

Vollendung der Replikation in Eukaryonten: Telomere und das Endproblem Leitstrang Folgestrang

Telomerase Verlängerung der Telomere Reverse Transkriptase mit assoziiertem RNA Primer Aktiv in: Keimzellen manchen Krebszellen Fehlt in: Fast allen somatischen Zellen: Idee der replikativen Zellalterung

REPLIKATION Semikonservativ Originales Elternmolekül Startpunkt Bidirektional Gerichtet Erste Generation Tochtermoleküle Matrizenabhängig Startermolekül Zweite Generation Tochtermoleküle

Molekularbiologischer Teil 1 - Überblick, Motivation 2 - Proteine: Struktur, Funktion 3 - DNA: Struktur, Funktion 4 - Replikation 5 - RNA: Struktur, Vgl. DNA, Transkription 6 - Transkription, genetischer Code 7 - Translation

Der genetische Fluss DNA Synthese REPLIKATION RNA Synthese TRANSKRIPTION Protein Synthese TRANSLATION Aminosäuren

Von der DNA zur RNA Matrizenstrang Transkription TRANSKRIPTION RNA Synthese

GEN Abschnitt der DNA, der die Information zur Herstellung eines Proteins trägt GENOM Gesamtzahl der Gene einer Zelle oder eines Organismus

Genomorganisation in Prokaryonten

Genomorganisation in Eukaryonten

RNA Matrizenstrang

Unterschiede RNA-DNA RNA DNA

RNA 5 3 Einzelstrang Intramolekulare Basenpaarungen Kurze doppelhelicale Abschnitte 3-dimensionale Struktur

RNA-Arten in der Zelle Funktion transfer-rna (trna) ribosomale RNA (rrna) messenger RNA (mrna) Übertragung von Aminosäuren zur Proteinbiosynthese Struktur- und Funktionselemente von Ribosomen Abschriften der Gene für Proteinbiosynthese

GEN Abschnitt der DNA, der eine Transkriptionseinheit darstellt (bei Eukaryonten)

RNA-Polymerase Prokaryonten: RNA Polymerase Eukaryonten: RNA Polymerase I RNA Polymerase II RNA Polymerase III mrna, rrna, trna rrna mrna trna, rrna

Der Matrizenstrang für RNA-Polymerase 5 -CAGCCGCCAGTTCCGTGGCGGCATTT-3 3 -GTCGGCGGTCAAGGCACCGCCGTAAA-5 5 -CAGCCGCCAGUUCCGUGGCGGCAUUU-3 codierender DNA Strang Matrizenstrang* mrna *Codogener Strang, Minusstrang

Die Wahl des DNA Stranges durch RNA Polymerase Polymerase wandert von links nach rechts: Der untere Strang wird abgelesen Polymerase wandert von rechts nach links: Der obere Strang wird abgelesen

Gene befinden sich auf beiden Strängen der DNA

Der Aufbau eines Gens Gen Promotor Offener Leserahmen Terminator 3 Phasen der Transkription: Initiation, Elongation, Termination

Prokaryonten Gen DNA Transkription Translation mrna Protein

Eukaryonten: Exon-Intron Struktur eines Primärtranskripts Gen Transkription hnrna Exons Introns

Posttranskriptionale Modifikationen RNA Reifung: Modifizierung der beiden Enden der mrna Entfernung überflüssiger Introns (Spleißen)

Modifikationen am 5 - und 3 -Ende der RNA Transkription 5`- -3` hnrna Capping 3`-Polyadenylierung 5`- -AAAAAAAA -3` Kappe Poly(A)-Schwanz

Entfernen der Introns = Spleißen 5`- -AAAAAAAA-3` Spleißen (Splicing) 5`- -AAAAAAAA-3` mrna

Export aus dem Kern Nucleus Cytosol 5`- -AAAAAAAA-3` Export 5`- -AAAAAAAA-3`

5`- -3` 5`- -AAAAAAAA -3` < 5`- -AAAAAAAA-3` 5`- -AAAAAAAA-3`

Transkription Ab/Umschreiben einzelner Gene in RNA Initiation, Elongation, Termination RNA-Polymerasen katalysieren die Transkription Transkriptionsprodukte sind: rrna, mrna, trna Bei Eukaryonten werden Transkriptionsprodukte weiterverarbeitet und aus dem Kern exportiert

Vergleich Transkription-Replikation Transkription Replikation Produkt RNA DNA Bausteine Ribonucleosid-PPP Desoxyribonucleosid-PPP Basenpaarung A-U; G-C A-T; G-C Zielbereich einzelne Gene gesamte DNA Matrize Matrizenstrang beide Stränge Startpunkte Promotoren Origin of replication Syntheseenzyme RNA-Polymerase(n) DNA-Polymerase(n) Starthilfe keine RNA-Primer Korrekturlesen nein ja