Molekular Biologie Theorie PDF

Preview

Summary

Molekular biologie Theorie...

Description

Griffith'Experiment:"" " Injektion"in"Mäuse"von"Diplococcus"pneumoniae,"Erreger"von"Lungenentzündung."Es"gibt"zwei" verschiedene"Stämme:"S"(smooth"und"virulent)"und"R"(rough"und"nicht"virulent)."" Durch"Infizierung"von"R"Stamm"leben"die"Mäuse,"S"Stamm"werden"sie"getötet."Dann"versuchte" Griffith"durch"Hitz-inaktivierte-virulente"S"Typ"die"Mäuse"zu"infizieren"und"sie"lebten."Durch"aber" Infizierung"von"Mischung"der"beide"R"Stamm"und"Hitz-abgetöteten-S"Stamm"sterben"die"Mäuse."" Bei"dieser"Mischung"ist"es"eine"Bakterielle"Transformation"passiert"und"bedeutet,"dass"ein" abgetöteter"Stamm"wird"aktiv."Es"muss"im"S-Stamm"Moleküle"vorhanden"sein,"die"vererbbare" Information"tragen."" " Erbübertragung"um"eine"Transformation"handeln"muss." " Avery-McCarthy-MacLeod'Experiment:"Beweis,"dass"Molekül,"das"die"vererbbare"Information" trägt,"ist"DNA." " Eine"Mischung"aus"Hitze-abgetöteten-S-Stamm"Zellen"und"R-Stamm"wurde"getestet,"um"es"zu" beweisen,"was"verantwortlich"für"die"genetische"Informationsübertragung"war."Die"Genetische" Info"musst,"die"Sache"die"verursacht"die"Mause"Tod"sein."Deshalb"man"hat"versucht"zu"isolieren" oder"entfernen"was"die"Virulenz"verursachte."" Man"hat"die"Mischung"der"beiden"Stämme"mit"jeweils"ein"Enzym,"das"verantwortlich"für"die" Zerstörung"eines"bestimmten"Teils"der"Zelle"war."Eine"war"Amylase,"eine"Protease,"eine"RNase"und" eine"DNase."" Die"Mäuse,"die"mit"der"Probe"mit"Amylasen,"Proteasen"und"RNase"injiziert"wurden,"sind" gestorben,"weil"diese"Komponente"der"Zellen,"die"durch"die"unterschiedlichen"Enzyme"zerstört" wurden,"nicht"die"für"Erbinformation"Übertragung"verantwortlich"waren."" Die"Injektion"der"Probe"mit"DNase"bewirkte"dass"das"Maus"überlebte"->""DNA"war"der"Erbträger" " Man"hat"dann"mit"dem"Versuch"nachgewiesen,"dass"NS"für"die"Übertragung"der"Erbinformation" verantwortlich"sind"und"nicht"Proteinen."" " Aber"das"reichte"nicht,"weil"es"konnte"auch"Indirekte"Effekte"haben." Deshalb"durch"Radioaktive"Markierung"(Experiment"von"Hershey-Chase)"war"das"wirklich"möglich." " Hershey-Chase'Experiment:' " Basierte"sich"auf"die"Vermehrung"von"Viren"in"Bakterien."Sie"andocken"sich"und"geben"ihr"Erbgut"in" die"Zelle"ab."Die"Zelle"vervielfältigt"sich"und"neue"Viren"werden"freigesetzt."" Experiment:"läuft"in"zwei"Gefäße."Phagen"wurden"radioaktiv"markiert"mit"S35""und"P32"."Nach"der" Infektion"wurden"die"Bakterienlösungen"zentrifugiert."Die"Färbung"diente"als"Nachweismittel,"um" farblich"erkennen"zu"können,"welche"Substanz"in"Bakterien"eingedrungen"ist"und"das"Erbmaterial" weitergegeben"hat."" " Proteinen"beinhalten"Schwefel"und"DNA"Phosphor."Deshalb"ist"eine"spezifische"Markierung" möglich."Nach"der"Inkubationszeit,"werden"die"beide"Substanzen"getrennt"durch"Zentrifugation." Die"schweren"Bakterien"liegen"am"Boden,"im"Pellet"und"leichtere"Viren"Hülle"im"Überstand."Bei"P" Markierung"Gefäß"ist"es"zu"sehen,"dass"die"Bakterienmasse"in"Pellet"eine"Markierung"hat."Es"lässt" sich"beweisen,"dass"die"zuvor"angefärbte"DANN"in"Bakterien"eingedrungen"ist"und"folglich"den"

Erbgutträger"darstellt."Bei"dem"S"Markierung"Gefäß"liegen"die"angefärbten"Proteine"des"Phagen" Hülle"im"Überstand,"da"sie"leichtere"sind."Insofern"sind"Proteine"keine"Erbguttäger,"da"sie"nicht"in" Bakterien"eingedrungen"sind"und"nicht"für"die"Vermehrung"der"Viren"verantwortlich"sind."" " Durch"dieses"Experiment"konnte"letztendlich"bewiesen"werden,"dass"die"DANN"ein"Erbgutträger"ist" und"das"genetische"Material"enthält."" " Beadle-Tatum'Ein-Gen-Ein-Enzym'Hypothese:'' " Ansatz"mit"haploiden"Pilze"Neurospora"mit"Defekte"in"AS"Synthese"->"Mutagen,"Strahlung" Radioaktiv." Hypothese,"dass"ein"Gen"kodiert"für"ein"katalytisch"wirkendes"Eiweißmolekül."Diese"Hypothese"ist" beschränkt"gültig."" 1. DNA"Abschnitt"kann"für"Proteinen"kodieren,"muss"aber"nicht"katalytisch"wirken"sein"(z.B." Struktur)" 2. Viele"Enzyme"bestehen"aus"Polypeptid"Ketten" 3. Bei"Eukaryoten:"selbe"DANN"Abschnitt"zu"≠"mRNAführt,"Ursache"dafür"ist"alternatives" Spleißen,"durch"Entscheidung"welche"Abschnitt"Gen"kodiert"(Exon)"und"welche"nicht" (Intron)."Aus"dasselbe"Molekül,"unterschiedliche"Polypeptide"produziert."" " Meselson-Stahl'Experiment:"" " DNA"Wird"semikonservativ"repliziert."Experiment"zur"Möglichkeit"der"Verdopplung:"Konservative" (ursprüngliche"gleich"bleibt"und"ein"neu"wird"daneben"gebaut),"Semikonservative"(ein"Teil"Strang" als"Matrize"für"neue"dient,"ergänzt"wurde,"komplementäre"nachgebildet"wird)"Dispersive" (ursprüngliche"wird"zerfällt,"repliziert"und"danach"wieder"zusammengesetzt)." " E.coli"(relative"kurze"Generationszeit)"Kultur"wurde"mit"N15"inkubiert,"der"schwer"als"N14"ist," solange"alle"Bakterien"schwere"N15"in"DNA"eingebaut"haben."Aus"G0"ein"Paar"Proben"entnommen," DNA"extrahiert"und"Dichte"zentrifugiert,"und"man"bekommt"eine"Bande"für"schwere"N15"und"man" wisst"wo"das"liegt."Man"wisst"auch"wo"die"leichtere"N14"Bande"liegt."Die"Stämme"werden"in"N14" gesetzt"und"lässt"man"sie"einmal"teilen"und"Probe"entnommen"und"Dichte"zentrifugiert"und"die" Band"ist"genau"im"Mitte"zwischen"die"beide"vorherige"Banden"(N15"und"N14)"->"Nun"Bestand"jedes" DNA"Molekül"zur"Hälfte"aus"schwerem"und"zur"Hälfte"aus"leichtem"N."" Bei"nächste"Teilung"erhält"man"eine"Bande"zwischen"den"anderen"und"eine"bei"leichte"N."Diese" wurde"von"Teilung"zu"Teilung"immer"dicker"und"die"zwischen"den"beiden"immer"dünner."" Diese"Schritte"des"Experiments"bewies,"dass"sich"die"DNA"semikonservativ'repliziert."50%"der" Moleküle"bestanden"zur"Hälfte"aus"schwerem"und"Hälfte"aus"leichtem"N,"d.h."sie"hatten"einen" leichten"und"einen"schweren"Strang"und"bildeten"immer"ein"mittleres"Band."Andere"50%"bestand" komplett"aus"leichtem"N."" " Aus"diese"Beobachtung:"Semikonservative"Modell"ist"das"richtiges!"" " " " " " "

Matthaei-Nierenberg:'' ' Genetische)Code)ist)ein)3er)Code) Rein"mathematisch,"nach"≠"Verhältnis"der"Basen,"wird"die"Wahrscheinlichkeit"beobachtet"mit"1AS" auftritt."Herstellung"definierten"kunstlichen"RNA"mit"aufgereinigten"Enzym."Polynukleotid" Phosphorylase"und"Übersetzung"in"Peptid"mittels"Proteinsynthese"Maschinerie"aus"E.coli:"" " 1. Versuch:"1Nukleotid"(PolyU)"->"Ergebnis:"PolyPhenylalanin" 2. Versuch:"Muschung"2"Nukleotiden"(U"und"G)"im"Verhältnis"3:1."" " Ergebnis:"da"Reihenfolge"nicht"kontrolliert"werden"kann,"entstehen"alle"möglichen"Kombinationen" aber"in"definirten"Verhältnisse." " Codon:"3"hintereinanderliegende"Basen,"die"ein"AS"verschlüssen."" Von"innen"nach"außen"immer!"5´-3´" Dreier"Code,"universell,"degeneriert,"kommafrei,"nicht"überlappende"Basen." " Meisten"AS"durch"mehr"als"nur"eine"3er"Kombination"kodiert"–"der"genetische"Code"ist" degeneriert."Meist"ist"letzte"Nukleotid"variabel" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " Sanger'Methode'–'DNA'Sequenzierung'(Didesoxymethode/Kettenabbruchsequenzierung):'' ' Grundidee:"zu"sequenzieren"DNA-Template"wird"durch"Erhitzung"denaturiert,"mit"markierte" Primer"hybridisiert"und"ausgehend"von"Primer"wird"komplementär"Strang"mittels"DANN" Polymerase"synthetisiert."" " In"4"≠"Gefäße"(jeweils"A/C/G/T)"wird"kleine"Anteil"ddNTP"(didesoxynukleotidtriphosphat)" zugegeben,"deren"Anbau"zu"Abbruch"von"DANN-Verlängerung"führt."" " Dann"werden"die"markierten"Fragmente"durch"Gel-Elektrophorese"analysiert."" " ' '

' ' ' SEQUENZIERUNG:'' " • DNA"wird"denaturiert" • neue"Primer"(künstliche"Stück"mit"bekannter"Sequenz"als"Starter)"anbringen"=" Hybridisierung" • DNA"ausgehend"von"Primer"wird"verlängert"(DNA-Polymerase)"und"benachbarte"DNA" sequenziert."" " SHOT-GUN-SEQUENZIERUNG:'' − DNA"in"kleine"Stücke"zerlegen' − DNA"Ende"mit"bestimmten"Sequenzen"flankieren"(klonieren)' − Ausgehend"bekannten"Sequenzen,"unbekannte"DNA"sequenzieren' − Überlappende"Sequenzen"durch"Computer"Vergleich"erkannt"werden"und"zu"einem"Strang" zusammengefügt"werden"(contig"assembly)' ' ' Schneller,"effizient"wenn"es"bereits"existierende"Referenz"Sequenzen" " IMMUNHISTOCHEMISCHE'FLUORESZENZ'(mit'AK):'' " Durch"Antikörper,"Indirekte"Immuncytochemie:"" Primärer"AK:"erkennt"Antigen" Sekundärer"AK:"mit"„Marker“"erkennt"konstanten"Teil"der"primären"AK."" Marker:"können"Enzymen"(Alkalische"Phosphatase,"HRP"Horseradisch" Peroxidase...),"Fluoreszenz"(Diaminobenzidin,"DAB,"GFP),"Metallpartikeln"sein" " " " HERSTELLUNG'POLYKLONALE'AK:'" " − Ausgangspunkt"="reines"Antigen"(z.B."aufgereinigtes"Protein)" − Immunisierung" − Injektion"Antigen"in"Zielorganismus"(Esel,"Pferd,"Maus,"Kaninchen),"Tieren"versuchen"es"zu" kämpfen,"Produktion"von"AK" − Blutentnahme,"Test"des"Serums"auf"Bildung"von"spezifischen"AK" − Wiederholung,"„Boost“" − Entnahme"größerer"Blutmengen"mit"AK"im"Serum" " Polyklonale'AK"sind"Antikörper,"die"durch"Immunisierung"von"Zielorganismus"gewonnen"werden." Das"Tier"bildet"nach"Exposition"gegenüber"einer"körperfremden"Substanz,"insbesondere" einem"Protein,"Antikörper,"die"alle"gegen"die"selbe"Substanz"gerichtet"sind,"aber"(im"Gegensatz"zu" monoklonalen"AK)"aus"unterschiedlichen"Sequenzen"aufgebaut"sind." Die"so"erzeugten"Antikörper"können"für"diagnostische"Zwecke"(Immunoassays)"oder"zur" Behandlung"von"Krankheiten"(z.B."zur"passiven"Immunisierung)"eingesetzt"werden." " '

' ' ' HERSTELLUNG'MONOKLONALE'AK:'' ' Monoklonale"AK"können"vielfältig"medizinisch"genutzt"werden."Sei"kommen"sowohl"in"der" Diagnostik"als"auch"in"der"Therapie"zum"Einsatz,"z.B."als"Immunsuppressivum"oder" Rezeptorblocker." " Monoklonale"AK"sind"AK,"die"von"einer"Zelllinie"(„Zellklon“)"produziert"werden,"die"auf"einen" einzigen"B-Lymphozyten"zurückgeht."Sie"richten"sich"gegen"ein"bestimmtes,"einzelnes"Epitop."" " Die"Herstellung"erfolgt"durch"Produktion"einer"maligne"Plasmazellpopulation"einen"einzigen" pathologischen"AK."" Es"heißt"Hybridom-Technik,"bei"der"B-Lymphocyten,"die"den"gewünschten"AK"produzieren"mit" Myelomzellen"fusioniert"werden"und"so"weiter"kultiviert"und"vermehrt"werden"können." " Monoklonale"Antikörper"Vorbereitung"enthält"nur"ein"Typ"von"AK"die"stammen"aus"eine"einzige" klonierte"B-Zell."Sie"sind"hoch"spezifisch"für"eine"einzige"Epitope" " Herstellung:"" Herstellung"von"Hybridionen,"die"monoklonale"AK"gegen"bestimmtes"Antigen"ausscheiden."" Injektion/Immunisiert"von"Maus"mit"Antigen"X,"die"enthält"eine"spezifische"Epitope"der"von" Interesse"ist."Anti"X"AK"werden"produziert"Jede"B-Zell"produziert"eine"einzige"Antikörper"Typ"und" diese"B-Zellen-Lymphocyten"werden"aus"Milz"isoliert"und"fusioniert"mit"mutierte"Zellinie"aus"BZelltumor"(Myeloma"Zellen),"die"in"normalen"Medium"unbegrenzt"wachsen"aber"in"selektivem" Medium"sterben."Die"beide"fusionieren"und"entsteht"der"sogenannte"Hybridom."In"selektiven" Medium"können"nur"Hybridomen"wachsen,"die"Anti"X"AK"sezernieren."Die"Überstand"wird"getestet" und"die"positive"Proben"werden"wieder"plattiert"."Die"Zellen"werden"erneut"getestet"und"die"noch" positive"Proben"/"Klone"sind"eine"stätige"Antigen-X-AK"Quelle."" " " NUKLEOSOM:"" Nukleosomen"sind"die"DNA"Verpackungseinheiten."" Ein"Nukleosom"besteht"aus"DNA-Faden"und"einem"Histonoktamer."Ein"Histonoktamer"besteht"aus" je"zwei"H2A,"H2B,"H3"und"H4"Proteine."Um"so"einen"Proteinkomplex"sind"147"Basenpaare"der"DNA" als"linksgängige"Superhelix"gewunden."Durch"die"Windung"der"DNA"um"den"Histon-Komplex" verkürzt"sich"die"Länge"der"DNA." Nucleosomen"werden"weiter"gefaltet"in"30nm"Fäden." Ein"Verdau"der"Histone"durch"DNase"führt"zu"dem"Histonenoktamer"mit"einem"147"Basenpaare" langen"DNA-Fragment."Diese"Einheit"wird"als"Nucleosomen-Core-Partikel"bezeichnet." Das"Linker"Histon"H1"verbindet"die"einzelnen"Nucleosomen-Core-Partikel"miteinander"und"bindet" an"die"Linker-DNA."Hierdurch"entstehen"höhere"Organisationseinheiten"der"DNA,"wie"die"30nmFiber." "

Im"Vergleich"zu"Nukleosomen-Kern,"enthält"ein"vollständiges"Nukleosom"auch"das"äußere"Histon" H1"und"ein"DNA-Stück"von"etwa"200"Bp,"das"sich"1.6"Windungen"um"Histon-Oktamer"windet."H1" ist"verantwortlich"für"die"Eintritt-"und"Austrittsstelle"der"DNA." "" Der"Nachweis"erfolgt"durch"Partieller"Verdau"des"aufgefalteten"Chromatins"mit"MikrokokkenNuclease"liefert"DNA"Fragmente"von"160-240"Bp"Länge.zum"Vergleich:"reine"DNA"wird"bei"dieser" Behandlung"in"zufällig"große"Fragmente"geschnitten"(Schmier"in"der"Gelektrophorese)."Längere" Nuclease-Behandlung"führt"zur"Bildung"von"147Bp-Fragmenten"(Verlust"der"Linker-DNA)."" " HISTON'UND'HISTON'MODIFIKATIONEN:'' ""

" " Histone"sind"basische"Proteine,"die"im"Zellkern"von"Eukaryoten"vorkommen."Sie"sind"als" Bestandteil"des"Chromatins"für"die"Verpackung"der"DNA"(es"sind"Spulen,"um"welche"sich"die"DNA" windet)."Dient"DNA-Verpackung."Bei"Eukaryoten"geschieht"dies"in"Chromosomen,"deren"kleinste" Verpackungseinheit"ein"Nukleosom"ist."Als"Nukleosom"bezeichnet"man"die"Einheit"von"DNA"und" einem""Histonoktamer","das"aus"acht"Histonen"besteht:"je"zwei"Kopien"der"Histone"H2A,"H2B,"H3" und"H4."Die"DNA"ist"1,65-mal"um"das"Histonoktamer"gewickelt,"was"einer"DNA-Länge"von"146" Basenpaaren"entspricht."Die"nicht"assoziierte"DNA,"die"benachbarte"Nukleosomen"verbindet,"wird" Linker-DNA"genannt."Das"Histon"H1"bindet"DNA"direkt"neben"Nukleosomen"und"erlaubt"die" nächsthöhere"Verpackungseinheit"der"DNA." Histone"bestehen"aus"einem"globulären"Zentrum"und"flexiblen"endständigen"Armen"(engl."histone( tails),"die"viele"basische,"also"positiv"geladene"Aminosäuren"besitzen."Die"DNA"ist"hingegen"negativ" geladen,"so"dass"eine"elektrostatische"Anziehung"besteht." " Histon"Modifikationen"können"sein:"Serin"Phosphorylation,"Lysine"Methylation"und"Acetylation," Ubiquitylation."Folgen"können:"Heterochromatin"Formation,"Gene"Silenzierung,"Gene"Expression," Ausschaltung"und"Inaktivierung"von"Chromosomen"sein."""" " '

' CHROMATIN'–'HETEROCHROMATIN'UND'EUCHROMATIN' " Auffaltung"der"Chromatin"erfolgt"durch"Interaktion"der"Histone."Zentrale"Rolle"bei"Verdickung"von" Fasern"von"11nm"auf"30nm."Können"2"Konformationen"haben:"Solenoid"und"Zick-Zack."" Auffaltung"Nukleosomen"helfen"auch"Histonenende."" Chromatin"besteht"aus"der"DNA,"die"um"die"Histone"gewickelt"ist,"sowie"aus"weiteren"Proteinen," die"sich"an"die"DNA"anlagern."DNA"und"Histone"bilden"die"Nucleosomen,"die"kettenförmig" aneinandergereiht"sind."Die"Nucleosomen"werden"mit"Hilfe"der"Nichthiston-Proteine"dichter" gepackt."Chromatin"ist"somit"das"Produkt"von"Interaktionen"der"eukaryotischen"DNA"mit" unterschiedlichen"DNA-Bindeproteinen,"die"einen"kompakten"filamentösen"Komplex"bilden,"den" sogenannten"Desoxyribonucleoprotein-Komplex,"man"spricht"auch"von"Chromatinfasern"oder" Chromatinfäden."Durch"die"Komplexbildung"werden"die"langen"chromosomalen"DNA-Stränge"in" ihrer"Länge"um"das"rund"10.000"verkürzt"(kondensiert),"so"dass"sie"in"den"Zellkern"passen."Trotz" der"dichten"Packung"der"DNA"liegen"die"Chromosomen"weiterhin"in"einer"Form"vor,"die" regulatorischen"Proteinen"Zugang"zur"DNA"erlaubt,"so"dass"die"Biosynthese"von"RNA"und" Proteinen"aus"den"genetischen"Informationen"(Genexpression)"bzw."die"Duplikation"der" chromosomalen"DNA"(Replikation)"möglich"ist."" Während"der"Mitose"und"Meiose"kondensieren"die"Chromosomen,"so"dass"sie"im"Lichtmikroskop" erkennbar"werden." " HETEROCHROMATIN=kompakte"Chromatinstruktur"meist"nahe"der"Kernmembran,"in"der"Regel" INAKTIVE"Regionen" EUCHROMATIN=aufgelockerte"Chromatinstruktur,"häufig"in"Regionen"mit"AKTIVE"Transkription."" ' Genetische'Vererbung:'' Gene"off/on"je"nach"unterschiedliche"DNA"Sequenz"Veränderung" " Epigenetische'Vererbung:'' Gene"off/on"je"nach"Veränderung"in"Chromatin" " Früh"Entwicklung"kann"es"passieren,"dass"es"durch"Translokation"Gene"die"nah"zu" Heterochtomatin"sind,"inaktiviert"werden,"obwohl"es"keine"Sequenzveränderung"passiert"ist." Heterochromatin"bildet"sich,"verbreitet"daneben"zu"Euchromatin"an"±"weiteste"Stelle."Durch" Zellproliferation"werden"dann"eine"oder"mehrere"Gene"inaktiv"werden." " ' EPIGENETIK' ' Das"Verständnis"der"Chromatinstruktur"und"ihres"Beitrags"zu"Regulation"der"Gene"ist"Inhalt" der"Epigenetik."" Welche"Faktoren"die"Aktivität"eines"Gens"und"Entwicklung"der"Zelle"festlegen"Veränderung"in" Genfunktion,"aber"nicht"Mutationen."" Epigenetische"Veränderung"="keine"DNA"Veränderung"in"Sequenz,"sondern"z.B."Methylierungen"in" Histone"oder"beschleunigten"Abbau"Telomeren"oder"Veränderung"in"Phänotyp"die"nicht"in" Genotyp"zu"erkennen"sind."" "

=draufgesetzte"Genetik" " CHROMOSOMEN=höchste"Verdichtung"der"DNA"in"der"Metaphase."Besitzt"spezielle"Strukturen:" Centromer"(Ansatz"der"Spindel)"und"Telomer"(Ende)."" " " PLASMID-DNA:"" -Klonierungsstelle"–"MCS,"Multiple"Cloning"Site"oder"Polylinker,"Schnittstelle"für"Restriktionsenzym" -ORI-Origin"of"replication"->"Startpunkt"DNA"Replikation" -Resistenz"Gen"für"Antibiotikum" " DNA-POLYMERASE:"" Verantwortlich"für"die"Verknüpfung"Monomere"Deoxynukleotiden"(dNTPs)"zu" Polynukleotidketten,"nur"wenn:"" − ss"DNA"als"Matrix/Vorlage/Template"vorhanden"ist" − kürzer"Stuck"ds"mit"freien"3´-OH"(Primer)"vorhanden"ist" − ausreichend"dNTP"(Substrat)" − geeignete"physiologische"Bedingungen"(Salz,"T,"pH)" Es"gibt"4"verschiedene"DNA-Polymerasen:" Pol"I:"DNA"Reparierung" Pol"II:"DNA"Reparierung"im"Zuge"der"SOS-Antwort" Pol"III:"DNA"Replikation" Pol"IV:"DNA"Reparierung"im"Zuge"der"SOS-Antwort" " KINASE:"" Katalysieren"Anhängen"von"negativ"geladenen"Phosphatgruppen,"die"wiederum"wie"ein"molekular" Schalter"die"Struktur/Aktivität/Lokalisierung"von"Substrat"verändern."" Etwa"1/3"von"Proteinen"in"Eukaryoten"sind"phosphoryliert"" Phosphatrest"von"einem"Nucleosidtriphosphat"(z."B."ATP)"auf"andere"Substrate,"dort"insbesondere" durch"Reaktion"mit"Hydroxygruppen"(-OH),"übertragen."Sie"können"durch"andere"Moleküle"(z."B." Enzyme)"aktiviert"werden."Kinasen"gehören"zur"Klasse"der"Transferasen."" " PHOSPHATASE:'' Gruppe"von"Enzymen,"die"durch"Wasseranlagerung"(Hydrolyse)" aus"Phosphorsäureestern"oder"Polyphosphaten,"Phosphorsäure"abspalten."Sie"führen"die"reverse" Reaktion"einer"Kinase"durch."Die"bekanntesten"Vertreter"dieser"Gruppe"sind"die"nach"ihrem"pHOptimum"benannten"Enzyme"saure"Phosphatase"und"alkalische"Phosphatase."Am"häufigsten"sind" die"nukleinsäurespaltenden"Nukleasen,"die"DNA"oder"RNA"depolymerisieren,"d."h."in"Bruchstücke" zerlegen." Da"sie"katalysieren"die"Hydrolyse"von"Substrat,"gehört"zur"Klasser"der"Hydrolasen."" Phosphatase"und"Kinase"sind"essentielle"für"mehrere"Biologische"Vorgänge,"da"Phosphorylierung" (Kinasen)"und"Dephosphorylierung"(Phosphatase)"sind"besonders"wichtig"in"Regulation"und"Signal" Übertragung"in"der"Zelle."" " Phosphatase"entfernen"Phosphatgruppe,"Kinasen"katalysieren"Transfer"von"Phosphat"Gruppe"von" ATP"zu"Molekülen."Die"beiden"können"post-translationale"Modifikationen"bewirken,"die"essentielle" zu"Zell-Regulation"sind.""

' REPLIKATION:"" " Richtung"immer"5´->3´" " DNA-Polymerase"erkennt"freie"3´-OH"Ende"(von"Primer"Strang)"und"lagert"die"passenden"Basen" über"WBB."Die"dNTP"reagieren"mit"3´-OH"->"Enzym"wird"dann"freigesetzt"+"auch"Pyrophosphat."Es" wird"danach"erneut"Enzym"gebunden"an"neue"3´-OH"(prozessive"DNA"Synthese)." 5´->"3´ist"die"Direktion"des"Kette-Wachstums." Eigentliche"Replikation"erfolgt"durch"einen"Proteinkomplex"aus"mehrere"Untereinheiten" durchgeführt"(Pol-III-Holoenzym,"besteht"aus"Core+"γ-Komplex=Klammerhalter"+""βKomplex=Ringklemmen)."Ringklemmen"sind"in"Bakterien:"β-Untereinheit"und"bei"Eukaryoten:" PCNA." " Helikase"ist"zum"Aufwinden"des"Doppelstrangs"notwendig,"indem"WBB"unter"ATP"Verbrauch" aufgelöst"werden."" " Das"ganze"wird"durch"Einzelstrang-Bindeprotein"stabilisiert"und"ermöglichen"die"Streckung"von" Einzelstrang"durch"kooperative"Bindung"am"Lagging-Strang."" " DNA-Primase"synthetisiert"kurze"RNA-Primer"die"dann"von"DNA-Polymerase"verlängert"werden."" Primer"loswerden:"Bakterien:"durch"Untereinheit"der"Pol-I"oder"RNaseH,"Eukaryoten"sind"mehrere" Proteinen"daran"beteiligt."" " Topoisomerasen:"dienen"der"Entwindung"oder"Verdrillung"(Supercoil)"der"DNA."Es"gibt"zwei" verschiedene"Typen"von"Topoisomerase:"" − I:"öffnet"einen"Strang,"schneidet"nur"einen"Strang"und"DNA"ist"eine"Windung"weniger" − II:"öffnet"zwei"Stränge,"wirken"einerseits"entgegen"Torsionskräften"und"beeinflussen"die" räumliche"Anordnung"der"DNA."Sie"erzeugen"unter"ATP"Verbrauch"einen"temporären"DNADoppelstrangbruch,"so"dass"ein"anliegender"Helix-Teil"die"gebildete"Lücke"passieren"kann." Superspiralisierte"DNA"entspannt"sich."Für"die"katalytische"Wirkung,"wird"ATP"verbraucht."" Durch"Aktivität"TopoII"werden"die"Linking"Number"von"2"verändert,"das"heisst,"es"werden"2" Windungen"gelöst."Beide"Stränge"der"ds"werden"geschnitten"und"eine"gesamte"ds"kann" durchgehen,"deshalb"2"Superco...