Mibi Vorlesung

Umordnung von DNA Molekülen in Zellen

Homologe Rekombination: Ähnliche Sequenzen auf beiden Seiten -> cross over Nichthomologe Rekombination: (Ortsspezifische Rekombination) Integration oder Exision, spezifische Integrationsstellen, Integrasen - single-site-specific recombination: Erkennungsstelle nur auf integrierter DNA - double-site-specific recombination: integriertes Element und Akzeptor-DNA tragen Erkennungsstelle

liegen Chromosomen mehrfach vor -> Reparatur (sich teilende Zellen, Arten mit mehrfachen Chromosomen Kopien) nach Transformation (kompetente Zellen nehmen nackte DNA aus Umgebung auf, z.B. von lysierten Zellen -> lateraler/ horizontaler Gentransfer) nach Transduktion (Übertragung bakterieller DNA durch Phagen, wenn nach Lyse auch Wirts-DNA in neuem Phagen ist -> spezifisch) nach Konjugation (Übertragung von DNA durch Zell-Zell Kontakt -> unspezifisch)

Nick in DNA durch SSB stabilisiert RecA bindet Einzelstrang und sucht homologe Sequenz Strang wird in kleine Furche eingeführt -> Trippelhelix (erhöhte Spannung, neue Basenpaarung) Einzelstrang lagert sich an und verdrängt Strang -> D-Loop Crossover -> Holiday-Struktur (Patches - nur Teil wird ausgetauscht; Splices - Stränge werden neu verknüpft) neugepaarte Bereiche -> Heterodublex Bereiche (nicht perfekte Basenpaarung)

λ-Phagen Integration: linerares Phagengenom wird erst zyklisier und dann in das Genom eingebaut -> Prophage, double-site-specific recombination Transposons ´: spingen im Genom, brauchen mindestens Transposase -> sigle-site-specific recombination - Typ1 cut & paste Mechanismus - Transposon wird ausgeschnitten und eingefügt, es entstehen Übergänge die aufgefüllt werden -> Repeats - Typ2 replikativer Mechanismus - Transposon und DNA werden geschnitten, es entsteht ein großes Molekül, Einzelstrangbereiche werden aufgeüllt und ligiert -> Cointegrat - Resolvase löst Cointegrat duch corssover -> Tranposon in Ziel DNA kopiert

3) Hauptpolymerase (1000 Nukleotide pro s) 1) entfernt Primer und schließt Lücken 2,4,5) bei Notfallreplikation

an Ori Sequenz bipolare Reploikation -> läuft in beide Richtungen

Beginn an Ori Sequenz Entwindung durch Helikasen SSB stabilisieren DNA-Einzelstränge Primase synthetisiert RNA-Primer leading (kontinuierlicher) und lagging (diskontinuierlicher) Strang Okazakifragmente am lagging strand Polymerase 1 entfernt Primer und füllt Lücken auf Ligase schließt Lücken Proofreading durch DnaQ in DNA-Polymerase 3 alles an einem Koplex -> lagging strand liegt in Schlaufe

Initiation Elongation Termination

Holoenzym -> liest in major grove (Protein-DNA wechselwirkungen) Holoenzym: Core Polymerase Komplex und Sigmafaktor Sigmafaktor erkennt Promotor in zwei Consensussequenzen (seine Struktur gibt vor wo diese liegen) Sigmafaktor dissoziiert nach Initiation - -35 Sequenz (TTGACA) Pribnow Box (TATAAT)

erkennen andere Sequenzen nur in besonderen Situationen, z.B. Stress Genregulation über Verfügbarkeit von Sigmafaktoren

Proteine die Sigmafaktoren negativ regulieren binden an Sigmafaktoren

Cotranskribierte Gene werden zusammen reguliert

mehrere Gene bzw. Operons die von einem Regulator reguliert werden

Repression - Repressor bindet wenn Corepressor an ihn gebunden hat (z.B. Arginin Synthese) - Endprodukt Hemmung: Entprodukt wirkt als Corepressor Aktivierung - im Normalzustand bindet Repressor - durch Bindung von Substrat dissoziiert Repressor -> Gen wird abgelesen (z.B. Lac Operon)

DNA-Bereich vor dem Strukturgen, an dem spezifische Repressoren binden können

Induktor bindet an Aktivator und induziert dessen Bindung an die Aktivator-Bindestelle auf DNA Aktivatoren wechselwirken mit α1 Untereinheit der Polymerase Wahrscheinlichkeit das Polymerase bindet erhöht Aktivator-Bindestellen können weit vom Gen entfernt liegen -> DNA bildet Loop zur Aktivierung

Bildung von Hairpin und oligo U-Bereich Stamm GC reich -> 3 Wasserstoffbindungen ->stabil oligo U-Bereich nach Hairpin -> nur 2 Wasserstoffbrückenbindungen -> nur schwache Wechselwirkungen

Rho = DNA-RNA-Helikase Ringförmig wird an bestimmter Stelle auf RNA geladen wandert unter ATP-Hydrolyse den Strang hinauf -> trennt DNA und RNA wenn es in den Transkriptionsbereich kommt