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DNA-Replikation - Coggle Diagram
DNA-Replikation
Historische Experimente
Griffith-Experiment: eine Zelle kann eine andere genetisch verändern (1928, das mit den Mäusen)
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Chargaff-Regel: Menge an Adenin = Menge an Thymin, Menge an Cytosin = Menge an Guanin (1950er)
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Meselson-Stahl-Experiment: DNA wird semikonservativ repliziert, jedes DNA-Molekül enthält einen Matrizenstrang der ursprünglichen DNA (Kultivierung von Bakterien in Stickstoff, 1958)
DNA-Eigenschaften
Wasserstoffbrücken (G + C = 3, A + T = 2) halten die Stränge der Doppelhelix zusammen
Pyrimidinbasen: Adenin (A), Cytosin (C)
Purinbasen: Thymin (T), Guanin (G)
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komplementäre Basenpaarung (G+C, A+T)
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Vorraussetzungen
Vorlage-/Matrizenstrang wird benötigt, um neuen Strang komplementär zu synthetisieren
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DNA-Polymerase, Desoxyribonucleotidtriphosphate, Proteine
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Fehlerkorrektur
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Mismatch-Reparatur
Erkennen der Fehlpaarung, Entfernung durch Exonuklease, Füllen durch Polymerase und Verbinden der Ende durch Ligase
Behebt Fehler, die beim Proofreading übersehen wurden
Ablauf
Richtung immer 5´ in 3´, nächstes Nukleotid wird immer am OH-Ende angehängt
Spezifische Proteine erkennen und Binden am ori (Origin of replication, bestimmte Basenabfolge)
Prokaryoten besitzen 1 ori, Eukaryoten mehrere (Mensch: 30.000), da die Replikation sonst zu viel Zeit beanspruchen würde
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Topoisomerase entwindet die DNA-Struktur: Topoisomerase I spaltet einen der beiden DNA-Stränge (kein ATP), Topoisomerase II spaltet beide DNA-Stränge (ATP)
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Anknüpfen des nächsten zum Matrizenstrang komplementären Desoxynukleotids (dATP, dCTP, dGTP, dTTP) an die freie 3´-OH-Gruppe des zu verlängernden Strangs
DNA-Polymerase knüpft die Esterbindung, Pyrophosphat wird freigesetzt und von Pyrophosphatase in zwei Phosphat gespalten
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Folgestrang diskontinuierlich synthetisiert (Okazaki-Fragmente), immer neuer Primer wird benötigt
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Ligase verbindet die Enden des neu entstandenen Tochterstranges (5´-Phosphatende mit 3´-OH-Ende verbunden
zwei Replikationsblasen treffen aufeinander, die Replikation wird beendet
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