DNA-Replikation

Question 1

Was ist die DNA-Replikation?

Answer 1

Die exakte Verdopplung der DNA vor jeder Zellteilung.

Question 2

Warum muss die DNA repliziert werden?

Answer 2

Damit jede Tochterzelle eine identische Erbinformation erhält.

Question 3

Wie ist der Mechanismus der DNA-Replikation bezüglich der Stränge (Meselson-Stahl)?

Answer 3

Semikonservativ: Jeder neue Doppelstrang besteht aus einem alten und einem neu synthetisierten Strang.

Question 4

In welche Richtung synthetisieren DNA-Polymerasen den neuen Strang?

Answer 4

Immer nur in 5’ → 3’-Richtung.

Question 5

Nach welchem Prinzip paaren Basen?

Answer 5

Komplementäre Basenpaarung (A–T, G–C).

Question 6

Wo beginnt die DNA-Replikation?

Answer 6

An Origins of Replication.

Question 7

Wie viele Origins besitzen eukaryotische Chromosomen?

Answer 7

Sehr viele pro Chromosom.

Question 8

Welche Aufgabe hat die Helikase bei der Replikation?

Answer 8

Sie entwindet die DNA-Doppelhelix und trennt die Stränge.

Question 9

Welche Bindungen trennt die Helikase?

Answer 9

Wasserstoffbrücken zwischen den Basen.

Question 10

Welche Aufgabe haben SSB-Proteine?

Answer 10

Sie binden an Einzelstränge und verhindern deren Reassoziation.

Question 11

Welche Aufgabe hat die Topoisomerase?

Answer 11

Sie verhindert Spannungen vor der Replikationsgabel.

Question 12

Welche Hauptaufgabe hat die Primase?

Answer 12

Synthese von RNA-Primer, die ein freies 3’-OH-Ende bereitstellen.

Question 13

Warum ist eine 3’-OH-Gruppe so wichtig?

Answer 13

Sie ist notwendig für den Anbau neuer Nukleotide.

Question 14

Welche Aufgabe hat die DNA-Ligase?

Answer 14

Sie verbindet DNA-Fragmente (z. B. Okazaki-Fragmente) unter ATP-Verbrauch.

Question 15

Welche Enzyme entfernen RNA-Primer?

Answer 15

RNase H und FEN1.

Question 16

Welche DNA-Polymerasen verlängern den neuen Strang?

Answer 16

DNA-Polymerase δ (Delta) und ε (Epsilon).

Question 17

Was entsteht, wenn die Helikase die DNA-Stränge trennt?

Answer 17

Die Replikationsgabel.

Question 18

Warum braucht die DNA-Polymerase einen Primer?

Answer 18

Sie kann kein erstes Nukleotid selbst setzen, sondern nur einen vorhandenen Strang verlängern.

Question 19

Woraus besteht der Primer?

Answer 19

Aus RNA.

Question 20

Welche Funktion hat der Primer?

Answer 20

Er liefert das 3’-OH-Ende.

Question 21

In welche Richtung liest die DNA-Polymerase die Vorlage?

Answer 21

3’ → 5’.

Question 22

In welche Richtung synthetisiert sie den neuen Strang?

Answer 22

5’ → 3’.

Question 23

Wie wird der Leitstrang synthetisiert?

Answer 23

Kontinuierlich in Richtung Replikationsgabel.

Question 24

Wie wird der Folgestrang synthetisiert?

Answer 24

Diskontinuierlich weg von der Replikationsgabel.

Question 25

Was sind Okazaki-Fragmente?

Answer 25

Kurze DNA-Stücke des Folgestrangs zwischen den Primern.

Question 26

Wie viele Primer braucht der Folgestrang?

Answer 26

Sehr viele.

Question 27

Was passiert mit den RNA-Primern?

Answer 27

Sie werden entfernt.

Question 28

Wodurch werden die Primer ersetzt?

Answer 28

Durch DNA.

Question 29

Was ist die Rolle der DNA-Ligase nach Lückenschluss?

Answer 29

Sie verknüpft die neu synthetisierten DNA-Stücke zu einem durchgehenden Strang.

Question 30

In welcher Form werden Nukleotide eingebaut? (Replikation)

Answer 30

Als Desoxynukleosid-Triphosphate (dNTPs mit drei Phosphatgruppen).

Question 31

Welche dNTPs gibt es?

Answer 31

dATP, dTTP, dGTP, dCTP.

Question 32

Was passiert energetisch beim Einbau eines dNTP?

Answer 32

Abspaltung von Pyrophosphat (PPi), dessen Hydrolyse macht die Reaktion exergon und irreversibel.

Question 33

Warum ist die Reaktion (dNTP → dNMP + PPi + Energie) irreversibel?

Answer 33

Durch die Energieabspaltung aus PPi.

Question 34

Warum kann der Folgestrang am 3’-Ende nicht vollständig repliziert werden?

Answer 34

Wegen des Primerproblems kommt es dort zu einer Telomerverkürzung.

Question 35

In welchen Zellen ist die Telomerase aktiv?

Answer 35

Keimbahn, Stammzellen, Tumorzellen.

Question 36

Was ist die Funktion der Telomerase an Telomeren?

Answer 36

Verlängert das 3’-Ende der Telomere.

Question 37

Was ist der ORC (Origin Recognition Complex)?

Answer 37

Ein Komplex, der in G1 an Origins bindet und Startpunkte der Replikation markiert.

Question 38

Welche Funktion hat der MCM-Komplex in Eukaryoten?

Answer 38

Er ist die eukaryotische Helikase und öffnet die DNA-Doppelhelix.

Question 39

Welche Art Bindungen trennt die Helikase zwischen den Basen?

Answer 39

Wasserstoffbrückenbindungen.

Question 40

Was unterscheidet Topoisomerase I von Topoisomerase II bezüglich Bruch und Energie?

Answer 40

Topo I: Einzelstrangbruch, kein ATP; Topo II: Doppelstrangbruch, ATP-abhängig.

Question 41

Welches Polymerase-Isoenzym synthetisiert überwiegend den Leitstrang in Eukaryoten?

Answer 41

DNA-Polymerase ε (Epsilon)

Question 42

Welche Polymerase synthetisiert überwiegend den Folgestrang in Eukaryoten?

Answer 42

DNA-Polymerase δ (Delta).

Question 43

Welche besondere Funktion hat DNA-Polymerase α in Eukaryoten?

Answer 43

Besitzt Primase-Aktivität und verlängert Primer kurz mit DNA.

Question 44

Welche Richtung der Korrekturaktivität besitzen Polymerase δ und ε?

Answer 44

3’ → 5’-Exonuklease-Aktivität (Proofreading).

Question 45

Was ist PCNA und seine Funktion?

Answer 45

Ein ringförmiges sliding clamp, das die Prozessivität der DNA-Polymerase erhöht.

Question 46

Welche Funktion hat RFC bei der Replikation?

Answer 46

Es ist der clamp loader, der PCNA auf die DNA lädt.

Question 47

Welches Enzym entfernt den RNA-Anteil der Primer?

Answer 47

RNase H.

Question 48

Welche Aufgabe hat FEN1 bei der Primerentfernung?

Answer 48

Entfernt verbleibende RNA/DNA-Hybride am Primerende.

Question 49

Welche Polymerasen füllen die Lücken nach Primerentfernung?

Answer 49

DNA-Polymerase δ oder ε.

Question 50

Was geschieht mit dem Chromatin nach Abschluss der Replikation?

Answer 50

Es wird neu organisiert bzw. verpackt.

Question 51

Was ist die Telomerase funktionell für ein Enzym?

Answer 51

Eine Reverse-Transkriptase mit eigener RNA-Matrize.

Question 52

Welche Komponenten besitzt die Telomerase?

Answer 52

TERT (proteinartige Reverse-Transkriptase) und TERC (RNA-Matrize).

Question 53

Nenne zwei Topoisomerase-I-Hemmer.

Answer 53

Irinotecan und Topotecan

Question 54

Nenne zwei Topoisomerase-II-Hemmer.

Answer 54

Etoposid und Doxorubicin.

Question 55

Welches Medikament hemmt virale DNA-Polymerase (z. B. bei Herpesviren)?

Answer 55

Acyclovir.

Question 56

Welches Medikament hemmt die virale Reverse Transkriptase bei HIV?

Answer 56

Zidovudin.

Question 57

Wie heißt ein experimenteller Telomerase-Hemmer bei Tumorerkrankungen?

Answer 57

Imetelstat.