Biologie: Genetischer Code an der Universität Leipzig

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Wodurch werden die RNA-Primer der Okazakifragmente entfernt bzw. gefüllt? (Prokaryonten & Eukaryonten)

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Welche Aufgabe hat das Einzelstrang-bindende Protein?

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Welche Aufgabe hat Topoisomerase?

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Welche Aufgabe hat Primase (DNA-Polymerase Alpha)?

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Welche Aufgabe hat DNA-Polymerase III in E. Coli?

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Welche Aufgabe hat DNA-Polymerase I in E. Coli?

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Welche Aufgabe hat DNA-Ligase?

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Was ist die Endonukleasefunktion? Wie läuft sie ab?

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Wodurch wird der Mutterstrang erkannt? (Procaryonten & Eukaryonten)

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Was beschreibt das Endreplikationsproblem?

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Welche Aufgabe hat das Protein Helicase?

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Aufbau und Funktionsweise & Nutzen der Telomerase

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Beispielhafte Karteikarten für Biologie: Genetischer Code an der Universität Leipzig auf StudySmarter:

Biologie: Genetischer Code

Wodurch werden die RNA-Primer der Okazakifragmente entfernt bzw. gefüllt? (Prokaryonten & Eukaryonten)

Prokaryonten: 

- Entfernung durch RNAse H 

   -> erkennt Heteroduplexstrukturen 

- Lückenfüllung durch: DNA Polymerase I


Eukaryonten:

- Primer wird "überlesen" (beim Erreichen des vorangegangenen Fragments)

- RNA als Einzelstrang herausgedrängt 

- Abbau RNA durch Flap-Endonuklease 

- Verknüpfung durch Ligase

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat das Einzelstrang-bindende Protein?

Bindung & Stabilisierung der getrennten Einzelstränge der DNA

-> bis diese als Matrizen verwendet werden

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat Topoisomerase?

- Entspannung der verdrillten Doppelhelix

-> durch Lösen kovalenter Bindungen des Zucker-Phosphat-Gerüsts -> Entwindung Stränge -> erneute Verknüpfung des Zucker-Phosphat-Gerüsts

(- vor der Replikationsgabel) 


- Setzen von Einzelstrangbrüchen

-> Gelenke, die Rotation nicht weiterleiten

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat Primase (DNA-Polymerase Alpha)?

Synthese:

->  RNA-Primers am 5'-Ende des Leitstrangs

-> RNA-Primer aller Okazaki-Fragmente des Folgestrangs

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat DNA-Polymerase III in E. Coli?

Synthese komplementärer neuer Strang anhand Matrizenstrang 

-> durch kovalente Anknüpfung von Nukleotiden an  3'-Ende 


(-> ursprünglicher Beginn: Synthese an RNA-Primer)

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat DNA-Polymerase I in E. Coli?

- vorwiegend Reparaturaufgaben:

1. Entfernung RNA-Oligonukleotide 

-> dienten als Primer


2. Auffüllen der Lücken durch kovalent verknüpfte Desoxyribonnukleotide

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat DNA-Ligase?

kovalente Verknüpfung 3'- & 5'-Enden von DNA-Fragmenten

-> hauptsächlich Okazaki-Fragmente

Biologie: Genetischer Code

Was ist die Endonukleasefunktion? Wie läuft sie ab?

- Korrekturmechanismus von Replikationsfehlern (ergänzend zu Exonukleasefunktion)

-> nur noch 1 Replikationsfehler auf 1.000.000 Nukleotide


1. Entfernung eines falsch verknüpften Nukleotids durch Korrekturpolymerase

-> bei Prokaryonten: DNA-Polymerase I

-> bei Eukaryonten: DNA-Polymerase ß & komplexes System von Korrekturenzymen


2. erneute Synthese durch eine DNA-Polymerase


3. Verbindung der freien Enden durch Ligase

Biologie: Genetischer Code

Wodurch wird der Mutterstrang erkannt? (Procaryonten & Eukaryonten)

Prokaryonten:

- anhand Methylierungsgrad

   -> Inaktivierung bestimmer Gene durch Methylierung 

- neu synthetisierter Strang weist kein Methylierungsmuster auf -> Identifizierung mythelierter Mutterstrang 

-> dient demzufolge als Matrize für Korrektur des fehlerhaften Tochterstrangs


Eukaryonten:

- Tochterstränge weisen "Nicks" (Einkerbungen) auf

-> Mutterstrang hat keine "Nicks"

Biologie: Genetischer Code

Was beschreibt das Endreplikationsproblem?

- Replikationsapparat arbeitet nur von 3'->5'-Ende 

-> keine Replikation der Chromosomenenden (Telomeren) am 3'-Ende der Matrizen-DNA möglich

-> nach Abbau des RNA-Primers fehlt 3'-Ende zum Ansetzen der DNA-Polymerase


- theoretisch: bei jeder Replikationsrunde würden ca. 100 Nukleotide an Telomeren verloren gehen

-> zunächst nicht-codierende Sequenzbereiche: nur ständig wiederholende DNA-Sequenzen)

-> aber nach einigen Replikationsvorgängen würde genetische Information verloren gehen

Biologie: Genetischer Code

Welche Aufgabe hat das Protein Helicase?

Entwindung der zu replizierenden Doppelhelix

-> Bereich Replikationsgabel

Biologie: Genetischer Code

Aufbau und Funktionsweise & Nutzen der Telomerase

= reverse Transkiptase (Enzym)

-> kann RNA-Strang als Matrize zur Bildung DNA nutzen 

- RNA-Bestandteil

- Proteinbestandteil


Funktionsweise:

1. Anlagerung an noch nicht repliziertes 3'-Ende des DNA-Strangs

2. Verlängerung überhängender DNA-Strang um ca. 20kbp = lange Wdh. der Sequenz TTAGGG

-> Matrize = RNA, das selbst Bestandteil der Telomerase ist 

3. Replikation des verlängerten DNA-Strangs durch DNA-Polymerase 

4. Faltung überstehendes Ende -> Stabilisierung Chromosom


Nutzen:

-> Verlängerung dient als Matrize für Synthese RNA-Primer -> kein Informationsverlust beim Abbau des Primers

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