Biochemie Fragen SMP an der Humboldt-Universität zu Berlin

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Def. Telomerase

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Besonderheiten Telomerase

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Def. Gen

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Def. Genom

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Def. Genexpression 

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Def. Transkription 

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Elongation Transkription

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Termination Transkription

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Def.  α-Amanitin

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Wirkung alpha-Amanitin

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 alpha-Amanitin welche Proteine betroffen

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Angriffspunkte der Unterschiede in der Replikation

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Biochemie Fragen SMP

Def. Telomerase

1. Enzym, welches die Telomere in bestimmen Zellen wieder verlängern kann
a. Besteht aus einem Proteinanteil (TERT) und einem RNA-Anteil (TR)
b. Reverse Transkriptase (katalysieren die Umschreibung von RNA in DNA), die ihre eigene RNA als Matrize für die Bildung von DNA verwendet

Biochemie Fragen SMP

Besonderheiten Telomerase

1. Aktivität der Telomerase ist nur in Keimzellen und Stammzellen nachweisbar
2.  Telomerase wird oft in Krebszellen aktiviert – hilft ihnen dabei, sich unendlich zu teilen

Biochemie Fragen SMP

Def. Gen

1. DNA-Abschnitt, der für die Synthese eines Proteins oder verschiedener Proteinvarianten
(Spleißen) verantwortlich ist
2. Trägt die Information für eine RNA und ihre Kontrollabschnitte

Biochemie Fragen SMP

Def. Genom

1. Erbgut – die Gesamtmenge der DNA einer Zelle, die die vollständige genetische Information
des Organismus enthält
2. Menschliches Genom enthält ~3 Milliarden Basenpaare

Biochemie Fragen SMP

Def. Genexpression 

1. Umsetzung der genetischen Information, die in der DNA vorhanden ist, in ein Genprodukt in
Form von RNA/Proteinen

Biochemie Fragen SMP

Def. Transkription 

1. genetische Information wird von einem der beiden DNA-Stränge auf RNA übertragen
3 Phasen: Initiation, Elongation, Termination

Biochemie Fragen SMP

Elongation Transkription

1.  Die Knüpfung der ersten Nukleotidbindung durch RNA-
Polymerase
beginnt die Elongationsphase
2. Mit Beginn der Elongation zerfällt der Initiationskomplex – alle Transkriptionsfaktoren (außer TFIIF) werden abgegeben
3. DNA muss kontinuierlich entwunden werden
a. Topoisomerasen I & II verhindern, wie bei DNA-Replikation, supercoiling
4. RNA-Polymerase liest Matrizenstrang in 3‘-5‘-Richtung ab und synthetisiert dabei die prä-mRNA in 5‘-3‘-Richtung
5. Verschiedene Elongationsfaktoren sind während dieser Phase aktiv und kooperieren mit der Polymerase

Biochemie Fragen SMP

Termination Transkription

1. Transkription wird durch RNA-Polymerase I & III beendet
a. Polymerase I: beendet Transkription an einer spezifischen Terminationssequenz
b. Polymerase III: Termination passiert in einer Uracil-reichen Sequenz – erzeugt dadurch unmittelbar das 3‘-Ende der reifen RNA
2. Polymerase II: liest über das Ende der mRNA-codierenden Bereichen hinaus bis die Transkription in Terminationszonen zum Erliegen kommt
a. Zurechttrimmung des Transkripts zum korrekten 3‘-OH-Ende ist ein Teil der mRNA-Reifung
3.  Terminationsfaktoren katalysieren die Trennung der RNA von der DNA

Biochemie Fragen SMP

Def.  α-Amanitin

1. letales Gift des Knollenblätterpilzes, welches ein ähnliches Funktionsprinzip wie Rifampicin (Antibiotikum) hat

Biochemie Fragen SMP

Wirkung alpha-Amanitin

1. Blockiert die RNA-Polymerase II – dadurch kann die mRNA nicht mehr ausgebildet werden und es kommt zu einem Transkriptionsstop in der Elongationsphase; die Initiationsphase ist nicht betroffen
2. Durch die Bindung von α-Amanitin an die RNA-Polymerase II wird der Zugang der NTPs (Nukleotriphosphate) zum katalytischen Zentrum der RNA-Pol II blockiert
3. Die Flexibilität einer Untereinheit der Polymerase wird somit aufgehoben – die Polymerase wird unbeweglich

Biochemie Fragen SMP

 alpha-Amanitin welche Proteine betroffen

1.  α-Amanitin bindet präferenziell an RNA-Polymerase II, kann aber auch an RNA-Polymerase III ansetzten
a. RNA-Polymerase III wird erst durch hohe Konzentrationen des Giftes gehemmt

Biochemie Fragen SMP

Angriffspunkte der Unterschiede in der Replikation

1. Die DNA-Replikation kann durch Antibiotika oder Basenanaloga gehemmt werden

2. Je nach Angriffspunkt können sie zur Tumortherapie oder zur Behandlung von Bakterien- oder Viruserkrankungen verwendet werden

3. Bsp.: Gyrasehemmstoffe
a. Greifen in die Beseitigung der während der Replikation auftretenden Verdrillungsvorgänge des DNA-Doppelstrangs ein
b. Wirken lediglich bei Prokaryoten und können aus diesem Grund zur Therapie bakterieller Infekte eingesetzt werden

4. Bsp.: Mitomycin
a. Verursacht die Bildung kovalenter Quervernetzungen zwischen DNA-Strängen
b. Verhindert somit die für die Replikation notwendige Strangtrennung
c. Hat in der Tumortherapie einige Bedeutung

5. Bsp.: Basenanaloga
a. Nach Aufnahme in die Zelle werden sie in die notwendigen NTPs umgewandelt und konkurrieren somit mit den natürlichen dNTPs um die DNA-Polymerase
b. Werden meist in die wachsende DNA-Kette eingebaut und führen zu einem Kettenabbruch
c. araC (Cytosin-Arabinosid) wird zur Behandlung von Leukämien eingesetzt

6. Sulfonamide: Antibiotikum verhindert Folsäuresynthe welch für die Nukleotidsynthese der Bakterien benötigt wird (Mensch muss Folsäure aufnehmen)

a. Tetrahydrofolsäure (THF)(aktive Folsäure), spielt als Lieferant von Ein-Kohlenstoff-Resten eine wichtige Rolle bei der Synthese von DNA- und RNA-Bausteinen. --> Purin-Synthese

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