VO 2 Genetik

• DNA is a long, linear molecule.
• In cells, DNA is tightly packed.
• Organisms have different genome organizations, such as linear or circular DNA or RNA in viruses, circular chromosomal DNA and extrachromosomal circular DNA (plasmids) in prokaryotes, and linear DNA chromosomes in eukaryotes.
• In bacteria and archaea, chromosomal DNA can be tightly packed as a nucleoid.
• Bacterial DNA is further compacted through supercoiling, which can be positive (more windings) or negative (fewer windings).
• Supercoiling is facilitated by topoisomerases, which cut, wind, and rejoin DNA strands.
• Missing or non-coding RNAs can lead to phenotypic expression.
• One Gene - One Polypeptide Hypothesis: Hypothesis that states that each gene corresponds to a single polypeptide chain.
• Examples of non-coding RNAs include ribosomal RNA (rRNA), small nuclear RNA (snRNA), small interfering RNA (siRNA), small nucleolar RNAs (snoRNAs), micro RNAs (miRNAs), and short heterochromatic RNAs (shRNA).
• One Gene - One RNA model: Genes are transcribed into RNA, which may have its own function and not necessarily be translated into a protein.
• DNA replication is semi-conservative, as shown by the Meselson and Stahl experiment
• DNA polymerization requires desoxynucleotidetriphosphates, a DNA polymerase, a free 3' OH end, and a template
• The 10 nm and 30 nm fibers are structures formed by a solenoid in the cell
• Zentromeres are the points of spindle attachment in mitosis
• In the metaphase, DNA loops are attached to the chromosome scaffold
• The structure of DNA forms a right-handed B-form helix
• DNA condensation varies during the cell cycle, with strong condensation in mitosis and decondensation in interphase
• Bacterial chromosomes are organized into loops, which are negatively supercoiled.
• Eukaryotic organisms are diploid, with two nearly identical sets of chromosomes.
• The C-value refers to the haploid, non-replicated DNA content of a cell.
• In the cell nucleus of eukaryotes, DNA is organized as chromatin, which is compacted through association with histones.
• Histones are octamers composed of H2a, H2b, H3, and H4, and DNA is wrapped around the histone octamer.
• The linker histone H1 allows for higher compaction, leading to the formation of the 30 nm fiber.
• Die DNA wird partiell entwunden an einer AT-reichen Sequenz, an der die Replikation beginnen kann.
• Proteine und Faktoren, die an der DNA-Replikation beteiligt sind, sind DNA als Template, DNA als Primer (freies 3' OH), dNTP (desoxynukleotid-triphosphat), DNA-Polymerase 1, und Magnesium.
• DNA-Polymerasen haben verschiedene Aktivitäten wie 5'-3' Polymerase Aktivität, 3'-5' Exonuklease Aktivität (Proofreading Aktivität) und 5'-3' Exonuklease Aktivität.
• Das 3' OH Ende des RNA Primers wird durch DNA Pol III verlängert.
• Eine Helikase (DnaB) wird durch ein "Ladeprotein" (DnaC) auf die DNA geladen und entwindet die DNA.
• Da DNA Polymerase keine de novo DNA Synthese beginnen kann, bedarf es immer einer Primase, welche ein kleines RNA Fragment zur Verfügung stellt (und somit ein 3' OH Ende).
• Einer der beiden Stränge kann kontinuierlich verlängert werden (leading strand).
• Die Energie für die Neusynthese stammt aus der Hydrolyse eines dNTPs (desoxynukleotid-triphosphat) in ein dNMP (monophosphat).
• Bakterielle DNA Pol I hat alle 3 Aktivitäten, während bakterielle DNA Pol III nur 5'-3' Polymerase und 3'-5' Exonuklease Aktivität hat.
• Jedes angehängte Nukleotid verfügt über ein neues 3’ OH Ende, welches die weitere Synthese der DNA erlaubt.
• DNA Replikation beginnt an einem Origin of Replication, definiert durch eine bestimmte Sequenz in Bakterien.
• Okazaki Fragmente werden durch Ligation verknüpft.
• RNA - Primer wird an den Start gesetzt um ein 3’ OH zur Verfügung zu stellen.
• Ligase schließt den verbleibenden “nick”.
• Alkaptonurie ist eine rezessive Erbkrankheit, bei der Homogentisinsäure nicht metabolisch abgebaut werden kann.
• Der andere Strang wird diskontinuierlich verlängert (lagging strand): Hier müssen ständig neue RNA Primer und kurze DNA Fragmente (Okazaki Fragmente) erzeugt werden, welche anschließend miteinander verknüpft werden (Ligiert).
• Eukaryoten besitzen Replikons (replizierende Einheiten) welche durch ARS (autonomous replicating Sequences) definiert sind.