Big Bang HTL 4, Schulbuch

Von der DNA zum Protein 5 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 61 c. Verdopplung Nun wird mithilfe der Einzelstränge als Vorlage jeweils der zweite neue Strang dazu gebaut. Dies erfolgt durch die DNA-Polymerase . Die zwei DNA-Doppelstränge nach der Replikation enthalten also immer einen alten und einen neuen Strang. Deshalb bezeichnet man die Replikation auch als semikonservativ. ( F7 ) Die DNA-Polymerase kann das Kopieren allerdings nur in eine Richtung . Wir erinnern uns, dass die Nukleinsäuren eine Richtung, angegeben mit 3' und 5' Ende, haben. Die DNA-Polymerase kann den neuen Strang nur vom 5' zum 3' Ende aufbauen . Für einen der beiden alten Stränge ist dies einfach. Die DNA-Polymerase folgt einfach der Replikations- blase und baut den neuen Strang. Dieser wird als Führungs- oder Leitstrang bezeichnet. Da die zwei miteinander ge- paarten DNA-Stränge aber gegenläufig orientiert sind, ergibt sich beim zweiten Strang ein Problem. Hier müsste die Replikationsblase eigentlich in die Gegenrichtung lau- fen. Da dies nicht möglich ist, behilft sich die DNA-Polymera- se mit einem Trick. Den sogenannten Folgestrang baut die DNA-Polymerase immer stückweise gegen die Wanderungs- richtung der Replikationsblase. Wandert die Replikations- blase weiter, fällt das Enzym von der Vorlage ab und springt ein Stück weiter. So entsteht am Folgestrang nicht ein durchgängiges DNA-Molekül, sondern lauter kurze Bruch- stücke, die Okazaki-Fragmente . Diese müssen im Anschluss durch ein weiteres Enzym, die Ligase noch verklebt werden. d. Eindrehen zur Doppelhelix Während die Replikationsblase die DNA entlang wandert winden sich die zwei neu gebildeten Doppelstränge wieder zur Doppelhelix ein. ( F6 ) Die Replikation läuft extrem rasch ab, es werden bis zu 7000 Bausteine pro Sekunde miteinander verknüpft. Bei solch einer Geschwindigkeit passieren natürlich auch Fehler. Bleibt dieser trotz aller Reparaturmechanismen bestehen, spricht man von einer Mutation. Mutationen können große oder kleine bzw. gar keine Auswirkungen haben. Mehr dazu Kap. 5.4. Zusammenfassung Die DNA wird durch das Enzym DNA-Polymerase kopiert. Diese benutzt immer einen der beiden Stränge der DNA Doppelhelix als Vorlage. Da die Polymerase nur in eine Rich- tung arbeiten kann, produziert sie den Leitstrang durchgän- gig, den Folgestrang allerdings nur als kurze Bruchstücke (Okazaki Fragmente), die durch die Ligase zusammenge- klebt werden müssen. Z Bearbeite die Aufgaben Erkläre die folgenden Begriffe in eigenen Worten: Okazaki-Fragment, Helicase, Replikationsblase, DNA-Polymerase, Ligase, Replikation L 5 F8 A1 5.3 Übersetzung ins Protein Transkription und Translation Wenn die Informationen der DNA in der Zelle benötigt wer- den, muss sie in RNA umgeschrieben werden damit sie den Zellkern verlassen kann. Im Cytosol findet dann die Überset- zung in ein Protein statt. Die Übertragung der Information von der DNA zu den Proteinen erfordert zwei Schritte: 1. Transkription (= Abschreiben): im Zellkern 2. Translation (= Übersetzen): an den Ribosomen Transkription Zuerst wird ein kurzer Abschnitt auf einem der DNA-Stränge in eine mRNA-Sequenz abgeschrieben. Dabei paaren sich – Lies die folgenden Aussagen und entscheide. Anein- ander gereiht erhältst du ein Lösungswort: L Aussage richtig falsch Die Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin sind die vier „Buchstaben“ der DNA-Sprache. T A Die Basen Adenin und Guanin verknüpfen sich im Doppelstrang über H-Brücken I O Der Zucker der DNA ist die Ribose. B P Die DNA-Polymerase kann den neuen Strang nur von 5' nach 3' aufbauen. O G Die Topoisomerase verklebt die Okazaki-Fragmente zu einem durchgängigen Strang. S I Der Leitstrang wird in Bruchstücken, den Okazaki- Fragmenten gebaut. W S Wenn man weiß, dass ein DNA Molekül aus 30% Adenin besteht kann man sich die Anteile der anderen Basen ausrechnen. O H Die Helicase ist in der Lage die zwei Stränge der DNA voneinander zu trennen. M S Vor jeder Zellteilung muss sich die DNA verdoppeln. E D Die Replikation wird als quasikonservativer Vorgang beschrieben. K R Vor der Replikation wird die DNA auf voller Länge entschraubt und in Einzelstränge gespalten. P A Jeder DNA-Strang besteht nach der Replikation aus je einem neuen und einem alten Strang. S T Durch die Basenabfolge des Einzelstranges ist auch die Abfolge am Gegenstrang gegeben. E N F9 A1 Eine Sprache besitzt nur 4 Buchstaben. Aus wie vielen Buchstaben müssen die Wörter mindestens bestehen wenn die Sprache 20 verschiedene Wörter hat? Die tRNA liefert die Aminosäuren für die Proteinbil- dung am Ribosom. Wie kann die tRNA erkennen, welche Aminosäuren gerade gebraucht werden? Warum führt nicht jeder Fehler bei der Replikation zu einer Veränderung des gespeicherten Proteins? F10 F11 F12 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv