lOMoARcPSD|16349605
Zusammenfassung : Lahaye : Genetik
>>Replikation
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Die DNA Polymerase besitzt nur ein aktives Zentrum, kann jedoch alle dNTP mit dem
wachsenden Strang verbinden, weil ihr aktives Zentrum nicht exakt an die Strukturen der
einzelnen dNTPs, sondern an die näherungsweise gleiche Geometrie der A.T und
G:C-Basenpaare angepasst ist.
NUr wenn ein korrektes bp zw dem eintretendem dNTPu und dem Matrizenstrang
ausgebildet wird, befinden sich die freie 3’OH-Gruppe des Primers und das α-Phosphatatom
des NTP in einer optimalen Position für den nucleophilen Angriff des Sauerstoffatoms auf
das Phosphoratom, so dass sich die katalytische Aktivität der DNA-Polymerase entfalten
kann
DNA-Polymerase kann zw dNTP und rNTP gut unterscheiden, dadurch, dass rNTP nicht in
die “Polymerase-Muster” reinpasst.
DNA-Polymerasen ähneln einer Hand, die das Primer:Matrize-Hybrid umfassen
> Handfläche: bindet zwei Metallkationen Mg2+ Zn2+, welche die chemische
Umgebung rund um das korrekt basengepaarte dNTP und die 3’OH-Gruppe des Primers
verändern.
Eines der Metallkationen (A) tritt mit dem Sauerstoffatom der 3’Oh-Gruppe des
Primers in Wechselwirkung und vermindert die Affinität für das gebundene Wasserstoffatom,
so dass dieses leicht als H+ Ion abgespalten werden kann. Dadurch wird ein nucleophiles
3’O- erzeugt, das für den nucleophilen Angriff auf das α-Phosphoratom des eintretenden
dNTP prädestiniert ist.
Das zweite Metallkation (B) bildet koordinative Bindungen zu drei Sauerstoffatomen
der α β γ - Phosphorylgruppe des dNTP und stabilisiert das freigesetzte Phosphat.
Fehlgepaarte Nucleotide behindern die Ausbildung der
Wasserstoffbrücken in diesem Bereich und führen zu einer dramatischen Verminderung der
katalytischen Aktivität.
> Finger: mehrere AS an den Fingern binden an das eintretende dNTP
> Daumen: unterstützt 1) die richtige Positionierung des Primers, 2) die
Assoziation der DNA-Polymerase mit ihrem DNA-Substrat
DNA-Polymerase sind prozessive Enzyme : arbeiten an polymeren Substraten
Korrekturlesen durch Exonukleasen:
Fehlerrate: 1 Fehler auf 10^10 hinzugefügte Nucleotide
die Haupteinschränkung sind die Tautomere
proofreading
Durch den Einbau eines fehlgepaarten Nucleotids erfolgt somit sowohl eine Abnahme der
GEschwindigkeit, mit der weitere Nucleotide hinzugefügt werden, als auch eine Ethöhung
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Die DNA Polymerase besitzt nur ein aktives Zentrum, kann jedoch alle dNTP mit dem
wachsenden Strang verbinden, weil ihr aktives Zentrum nicht exakt an die Strukturen der
einzelnen dNTPs, sondern an die näherungsweise gleiche Geometrie der A.T und
G:C-Basenpaare angepasst ist.
NUr wenn ein korrektes bp zw dem eintretendem dNTPu und dem Matrizenstrang
ausgebildet wird, befinden sich die freie 3’OH-Gruppe des Primers und das α-Phosphatatom
des NTP in einer optimalen Position für den nucleophilen Angriff des Sauerstoffatoms auf
das Phosphoratom, so dass sich die katalytische Aktivität der DNA-Polymerase entfalten
kann
DNA-Polymerase kann zw dNTP und rNTP gut unterscheiden, dadurch, dass rNTP nicht in
die “Polymerase-Muster” reinpasst.
DNA-Polymerasen ähneln einer Hand, die das Primer:Matrize-Hybrid umfassen
> Handfläche: bindet zwei Metallkationen Mg2+ Zn2+, welche die chemische
Umgebung rund um das korrekt basengepaarte dNTP und die 3’OH-Gruppe des Primers
verändern.
Eines der Metallkationen (A) tritt mit dem Sauerstoffatom der 3’Oh-Gruppe des
Primers in Wechselwirkung und vermindert die Affinität für das gebundene Wasserstoffatom,
so dass dieses leicht als H+ Ion abgespalten werden kann. Dadurch wird ein nucleophiles
3’O- erzeugt, das für den nucleophilen Angriff auf das α-Phosphoratom des eintretenden
dNTP prädestiniert ist.
Das zweite Metallkation (B) bildet koordinative Bindungen zu drei Sauerstoffatomen
der α β γ - Phosphorylgruppe des dNTP und stabilisiert das freigesetzte Phosphat.
Fehlgepaarte Nucleotide behindern die Ausbildung der
Wasserstoffbrücken in diesem Bereich und führen zu einer dramatischen Verminderung der
katalytischen Aktivität.
> Finger: mehrere AS an den Fingern binden an das eintretende dNTP
> Daumen: unterstützt 1) die richtige Positionierung des Primers, 2) die
Assoziation der DNA-Polymerase mit ihrem DNA-Substrat
DNA-Polymerase sind prozessive Enzyme : arbeiten an polymeren Substraten
Korrekturlesen durch Exonukleasen:
Fehlerrate: 1 Fehler auf 10^10 hinzugefügte Nucleotide
die Haupteinschränkung sind die Tautomere
proofreading
Durch den Einbau eines fehlgepaarten Nucleotids erfolgt somit sowohl eine Abnahme der
GEschwindigkeit, mit der weitere Nucleotide hinzugefügt werden, als auch eine Ethöhung
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