Genetik (Subject) / Reparatur (Lesson)
There are 11 cards in this lesson
...
This lesson was created by Topolina.
This lesson is not released for learning.
- Warum ist die Stabilität der DNA ein Phänomen? Die Stabilität der DNA ist ein biologisches Phänomen: DNA ist energiereich und daher von sich aus instabil → dass sie stabil bleibt liegt an den Mechanismen der Reparatur und des Schutzes: Mechanismen der Detoxifizierung, z.B. durch Antioxidantien Kontrollmechanismen bei der Replikation und Zellteilung Reparaturmechanismen (stellen den Ausgangszustand wieder her) Schadens-Toleranz-Mechanismen (verbessern die Lage, damit Prozesse am Laufen bleiben, stellen aber keinen Ausgangszustand mehr her)
- Proofreading DNA-Polymerase hat einen Bereich für Exonuklease-Aktivität. läuft immer in 3' zu 5' Richtung aufgrund des Bindungwinkels können falsche Nukleotide erkannt werden → dadurch wird die Elongation blockiert falsche Base wird im Exonukleasezentrum der Polymerase positioniert Entfernung des Nukleotids Polymerase rutscht wieder vorwärts, so dass das Polymerasezentrum an der entsprechenden Stelle ist und beginnt wieder mit der Synthese
- Mismatch-Reparatur → zur Behebung von Fehlpaarungen, die vom Proofreading übersehen wurden Markierung des Matrizenstrangs → bedeutsam, um festzustellen, welche Base die falsche ist → dazu kommt es zur Methylierung: Dam-Methylase hängt die Gruppe an der Palindromsequenz GATC an → das Enzym arbeitet langsam, d.h. der Strang wird erst nach einigen Minuten methyliert → dadurch ist immer nur der Matrizenstrang methyliert → durch diesen Unterschied kann die falsche Base erkannt werden Reparaturmechanismus → MutS (MSH bei Eukaryoten) bindet an die Fehlpaarung → MutH hat Exonuklease-Aktivität und spaltet den Strang → Abbau von Fehlpaarungen Neusynthese durch Polymerase III
- Reparatur durch Photoreaktivierung → bei Bakterien zur Reversion der durch UV-Strahlung entstandenen Dimere Photolyase „fährt“ auf der DNA entlang und erkennt die Dimere Reversion der Dimer-Entstehungsreaktion notwendige Energie stammt aus dem Tageslicht: Chromophore (z.B. FADH) absorbieren Licht der Wellenlängen 300 – 500 nm
- DNA-Reparatur durch Alkyltransferasen Alkyltransferasen machen durch Alkylierung entstandene Mutationen rückgängig; das Enzym nimmt die Alkylgruppe auf und inaktiviert sich dadurch selbst → z.B.O6 Methylguanin-DNA-Methyltransferase
- Basenexzisiionsreparatur short patch BER: eine einzelne Base wird ersetzt long patch BER: 2-20 Basen werden ersetzt die veränderte Base wird durch DNA-Glykosidase erkannt Spaltung der N-glykosidischen Bindun, so dass die Base herausgetrennt wird Endonuclease erzeugt einen Einzelstrangbruc, dadurch Herausschneiden des übrigen Rückgrats des Nukleotids DNA-Polymerase fügt ein Nucleotid ein Ligase schließt die Lücke
- Übersicht über die Mechanismen der Dunkelreparatur Nukleotid-Exzisionsreparatur Tranläsionssynthese Rekombinationsreparatur
- Nukleotid-Exzisionsreparatur → v.a. zur Erkennung von bulky lesions → im Unterschied zur Photoreaktivierung werden hier aber auch andere Schäden erkannt und nicht nur Pyrimidin-Dimere! Unterschied zur Basenexzisionsreparatur: Base und Nukleotid werden nicht getrennt nacheinander entfernt, sondern auf einmal zusammen Endonuklease erzeugt 2 Einzelstrangbrüche im Abstand von 13 Basenpaaren Helikase entwindet den Strang DNA-Polymerase I bildet einen neuen Strang Ligase schließt die Lücken Die beteiligten Proteine werden als Uvr-Proteine bezeichnet: UvrA und UvrB binden an den Schäden UvrD hat Helikase-Aktivität UvrB und UvrC wirken als Endonuklease Bei Eukaryoten: die Einzelstrangbrüche sind 29 Basenpaare entfernt Repairosom (Multienzymkomplex)
- Transläsionssynthese → es handelt sich um einen Schadenstoleranzmechanismus wenn ein Dimer nicht repariert wurde, kann die Polymerase III bei der Replikation nicht weiterpolymerisieren und fällt ab Polymerase IV hängt sich an diese Stelle an → hat einen großen Reaktionsraum und kann über die Dimerstelle hinweg polymerisieren aber: hohe Fehlerrate, da an der Dimerstelle prinzipiell ein Adenin eingebaut wird
- SOS-Reparatur kommt bei extremen Mutationsereignissen vor, um Zelltod zu verhindern es werden zufällig Nukleotide eingebaut daher: höhere Fehlerrate, geringere Prozessivität, aber das Überleben der Zelle wird möglich meist liegen dazu lange einzelsträngige Abschnitte vor verantwortliches Protein: RecA → bindet an den Einzelstrang und entwickelt Protease-Aktivität Repressorprotein: LexA → wird durch RecA gespalten nun kann die SOS-Reparatur starten jede der 3 SOS-induzierten Polymerasen (Polymerase IV, Polymerase V und Polymerase II) kann sich an die für sie spezifischen Schäden setzen und die Replikation über die Schadstelle hinweg fortsetzen
- Rekombinationsreparatur Enden des gebrochenen Strangs werden auf homologe Abschnitte eines intakten Chromosoms geleitet → dabei spielt RecA ein Rolle: bindet an die Einzelstrangenden und sucht das homologe Chromosom nach homologen Sequenzen ab wenn die richtige Stelle gefunden wurde, kommt es zum Strangaustausch es bildet sich eine Holliday-Struktur als Zwischenform aus so ist die Bildung einer intakten Doppelhelix möglich