Kap.5 Replikation Mitose, Meiose

• Ein eukaryotisches Chromosom besteht aus einem mit Proteinen verpackten, linearen, nicht-geschlossenen DNA-Doppelhelix
• Das humane Genom besteht aus 23 Chromosomenpaaren (=46 Chromosomen) welche während der Mitose sichtbar sind
• Histone sind Proteine, die für die erste Stufe der DNA-Kondensation im Chromatin verantwortlich sind
• Nukleosomen werden von einem Nucleosom gebildet und stellen die Grundeinheit zur DNA-Verdichtung dar
• Die 30nm-Faser bildet sich aus Wechselwirkungen zwischen Histonfortsätzen und der Linker-DNA
• Schlaufendomänen bilden sich aus den 30nm Fasern und sind an einem Proteingerüst verankert
• Das Metaphasenchromosom wird während der Mitose gebildet, indem sich die Schlaufendomänen weiter falten
• Das humane Genom besteht aus 3,2 Gigabasenpaaren und enthält ca. 20.000 proteincodierende Gene
• Chromosomen sind während der Mitose sichtbar und können in einem Karyogramm geordnet werden
• Heterochromatin ist für die Transkription nicht zugänglich, während Euchromatin den Zugriff auf die Gene ermöglicht
• Jede somatische Zelle besitzt einen doppelten Chromosomensatz (2n), also 23 Chromosomenpaare, 46 Chromosomen
• Die DNA-Struktur ist eine Doppelhelix, bestehend aus Nucleotiden (Phosphat, Zucker, Base)
• Das Grundprinzip der DNA-Replikation basiert auf der spezifischen Basenpaarung
• Prokaryonten haben ein ringförmiges Chromosom mit einem Replikationsursprung, während Eukaryonten viele Replikationsursprünge haben
• Bei der DNA-Replikation sind Enzyme wie Topoisomerase, Helicasen, einzelstrangbindende Proteine und Primase erforderlich
• Die Synthese neuer DNA-Stränge erfolgt durch DNA-Polymerasen, die Desoxynucleotide an vorhandene Nucleinsäureketten anhängen
• Der DNA-Replikationskomplex besteht aus DNA-Polymerasen III, Helicase und Verbindungsproteinen
• Genauigkeit bei der DNA-Replikation wird durch Kontroll- und Korrekturmechanismen sichergestellt
• Die DNA-Polymerase liest den Matrizenstrang korrekturgelesen = proofreading, um Fehler zu korrigieren
• Falls ein falsches Basenpaar gefunden wird, wird es ausgeschnitten und ersetzt
• Spezielle Reparaturenzyme führen die mismatch repair durch, um falsche Nucleotide zu entfernen
• Schäden an der DNA können durch energiereiche Strahlung, Chemikalien oder spontane chemische Veränderungen entstehen
• Mutationen können den Phänotyp beeinflussen, Gene aktivieren oder inaktivieren
• Telomere dienen als Puffer an den Enden der Chromosomen, um den Verlust von Erbmaterial zu verhindern
• In der Interphase wachsen die Zellen und die Chromosomen verdoppeln sich
• Die Mitose besteht aus Pro-, Prometa-, Meta-, Ana- und Telophase
• In der Anaphase der Mitose werden die Schwesterchromatiden getrennt und zu einzelnen Chromosomen
• Die Mitose endet mit der Telophase und der Cytokinese, bei der sich zwei Tochterkerne bilden
• Es gibt Kontrollpunkte im Zellzyklus wie den G1-, G2- und M-Kontrollpunkt, die entscheiden, ob der Zyklus fortgesetzt wird
• Die Mitose wird durch die Zelle eingeleitet
• Am M-Kontrollpunkt stoppt der Zyklus, bis alle Chromosomen in der Metaphasenplatte aufgeteilt und mit dem Spindelapparat verbunden sind
• Wenn die Kinetochore nicht verankert sind, verzögert sich der Eintritt in die Anaphase, um sicherzustellen, dass die Chromosomen gleichmäßig aufgeteilt werden
• Es gibt 2 Gruppen von Regulatorproteinen, die den Zellzyklus steuern: Cykline und Cyklin-abhängige Kinasen (Cdk)
• Cykline und Cdk aktivieren oder hemmen verschiedene andere Proteine
• Der erste beschriebene Cyklin/Cdk-Komplex ist der MPF (mitosis-promoting-factor)
• Die intrinsischen Regulatorproteine des M-Kontrollpunkts werden durch Cdk kontrolliert
• Wenn der Schwellenwert erreicht ist, beginnen sie die Kohäsine der Chromosomen zu spalten
• Extrinsische Faktoren, wie Wachstumsfaktoren oder Kontaktinhibition, beeinflussen die Zellteilung
• Gene sind Vererbungseinheiten, die Informationen an die Nachkommen weitergeben, gespeichert auf dem Genom in der DNA
• Die Weitergabe an die Nachkommen erfolgt in Keimzellen/Gameten, die nach der Befruchtung der Eizelle zu einer Zygote verschmelzen