DNA – Grundlagen


Bakterien – Genom und Gentransfer
2:31
DNA – Grundlagen
2:45
Die Basenpaarung
4:25
Histone – Aufbau
3:35
DNA-Replikation
6:37
Hemmstoffe der DNA-Synthese
1:17
DNA-Telomerase
2:44
Die Transkription
5:16
RNA-Prozessierung – Splicing
1:56
RNA-Prozessierung – Cap-Struktur & Poly-A-Schwanz
1:51
RNA-Editing
2:02
Die Code-Sonne
4:28
Die Translation
8:21
Hemmstoffe der Translation
1:47

In diesem Video geht es um die Grundlagen der DNA.
Aufbau der DNA:
Die Desoxyribonukleinsäure stellt die Grundlagen für jegliche Stoffwechselprozesse im menschlichen Körper dar. In einer Doppelhelix aufgebaut gibt es verschiedene Subtypen von DNA. Die Doppelhelix besteht aus Nukleinsäuren, die wiederum aus Nukleotiden und somit aus Basen, Zucker und Phosphat-Resten aufgebaut sind. Der genetische Code wird anhand von Triplets codiert. Diese Information ist je nach Methylierung für spezielle Enzyme zugänglich.
Die DNA besteht aus den Basen Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Diese nutzen die Basenpaarung und fügen sich in einem speziellen Muster zusammen. Das heißt, die Basen sind nicht rein zufällig angeordnet. Adenin liegt gegenüber Thymin, Guanin gegenüber Cytosin. Hierbei können Fehlpaarungen auftreten. Diese sind abhängig von der Zustandsform der jeweiligen Base. Diese können in Keto- oder Enolform sowie Amino- oder Iminoform vorhanden sein.

Histone sind alkalische Proteinstrukturen, die in Eukaryoten vorkommen. Mit Hilfe von Histonen wird die DNA in Verpackungsstrukturen organisiert. Diese Struktur nennt man Nukleosom. Ein Nukleosom besteht aus einem Histon, welches als Oktamer angeordnet ist, und der DNA. Die DNA wickelt sich um das Histon mit ca. 160 Basenpaaren.

Weiterhin befassen wir uns mit der Replikation.
Die DNA-Replikation ist ein komplexer Mechanismus, der dazu dient, die genetische Information einer Zelle zu verdoppeln. Dieser Vorgang ist bei der Zellteilung von großer Bedeutung. Die DNA wird semikonservativ verdoppelt, wobei während der Replikation ein Leitstrang sowie ein Folgestrang entsteht. Die Initiation, Elongation und Termination wird nachfolgend erklärt.
Hemmstoffe der Replikation werden häufig in der Klinik eingesetzt. Dies sind Stoffe, die in Form von Zytostatika oder auch Antibiotika die Vervielfältigung genetischen Materials unterbinden.

Die DNA-Telomerase ist ein Enzym, welches Telomere verlängert. Die Enden der Chromosomen würden ohne Telomerasen nach einer Replikation an Länge verlieren bis codierende Abschnitte erreicht sind. Dies führt zum Zelluntergang und begründet die begrenzte menschliche Alterungsfähigkeit. Stammzellen weisen Telomerasen auf. Die Unterdrückung der Telomerasen in Tumorzellen ist aktueller Stand der Forschung.

Neben der DNA befassen wir uns auch mit der RNA-Prozessierung.

Das Splicen:
Nicht jeder Abschnitt der DNA enthält codierende Sequenzen. Viele Anteile dienen somit nicht der Proteinbiosynthese. Diese Anteile wird als Introns bezeichnet. Exons hingegen werden codiert. Nach erfolgreicher Transkription muss die prä-mRNA in Hinblick auf Exons und unnötige Introns bearbeitet werden. Dies geschieht im Spliceosom.

Das Capping:
Zum Schutz vor möglichen Abbauprozessen benötigt die prä-mRNA ein Capping. Hierbei wird eine 5'-Cap-Struktur hinzugefügt. Diese schützt vor Phosphatasen. Weiterhin wird ein Poly-A-Schwanz am 3'-Ende der prä-mRNA addiert. Hierdurch wird ebenfalls ein Schutz gewährleistet.

Das Editing:
Beim Editing wird die mRNA nach der Transkription modifiziert. Hierdurch können verschiedene mRNA-Formen entstehen, welche jedoch durch den gleichen genetischen Code transkribiert wurden. Das Resultat sind folglich unterschiedliche Proteinprodukte.

Der genetische Code wird mit Hilfe einer Code-Sonne abgelesen. Hierbei kann man anhand der Triplets auf die zugehörige Aminosäure schließen. Der genetische Code ist universell und redundant. Triplets wie das Startcodon und die Stopcodons sollten bekannt sein.

Hier geht es zum nächsten Video.

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