Question 1

Welche Rolle spielen S-Cdks bei der Initiierung der DNA-Replikation?

Accepted Answer

S-Cdks sind Enzymkomplexe, die zu Beginn der S-Phase aktiviert werden und durch Phosphorylierung spezifischer Initiatorproteine den Origin-Fireing auslösen. Diese phosphorylierten Proteine fördern die Rekrutierung von Helikase-Aktivatorkomplexen, die DNA-Helikasen aktivieren und DNA-Polymerase rekrutieren, was zur Replikationsinitiierung an mehreren chromosomalen Origins führt.

Question 2

Wie bilden sich prä-replikative Komplexe während des Zellzyklus?

Accepted Answer

Während der frühen G1-Phase binden regulatorische Proteine Cdc6 und Cdt1 an Ursprungserkennungskomplexe auf der DNA. Diese Proteine unterstützen die Zusammenlagerung von MCM-Proteinen zu inaktiven Ringkomplexen auf benachbarter DNA und bilden große Multiproteinstrukturen, die als präreplikative Komplexe bezeichnet werden und Ursprünge für die Replikation vorbereiten.

Question 3

Welcher Mechanismus verhindert eine erneute Replikation am selben Ursprung?

Accepted Answer

S-Cdks verhindern eine erneute Replikation, indem sie Cdc6- und Cdt1-Proteine phosphorylieren, was ihre Freisetzung aus Ursprungserkennungskomplexen fördert und deren Abbau auslöst. Dies zerlegt prä-replikative Komplexe und wandelt Ursprünge in einen post-replikativen Zustand um, in dem ein hoher Cdk-Aktivität während der gesamten S-Phase und Mitose anhält und sicherstellt, dass sich die DNA nur einmal repliziert.

Question 4

Wie steuert die Cdk-Aktivität jeden Durchgang der DNA-Replikation?

Accepted Answer

Geringe Cdk-Aktivität am Ende der M-Phase ermöglicht die Assembly des prä-replikativen Komplexes und schafft einen replikationskompetenten Zustand. Während des G1-S-Übergangs löst erhöhte Cdk-Aktivität die Replikationseinleitung aus und zerlegt prä-replikative Komplexe. Anhalten hohe Cdk-Aktivität während der gesamten S-Phase verhindert eine Neubildung bis das Ende der Mitose und die Aktivität abnimmt.

Question 5

Was passiert mit MCM-Proteinen, nachdem die DNA-Replikation abgeschlossen ist?

Accepted Answer

MCM-Proteine fungieren als DNA-Helikasen während der Replikation. Nachdem die Replikation abgeschlossen ist und die Helikasen sich vom DNA-Strang lösen, phosphorylieren S-Cdks diese Helikasen, was ihren Export aus dem Zellkern auslöst und verhindert, dass sie die Replikation am selben Ursprung erneut initiieren während der Zellzyklus.

Question 6

Warum existieren Replikationsursprünge in zwei verschiedenen Zuständen?

Accepted Answer

Ursprünge existieren in zwei Zuständen, um den Replikationszeitpunkt zu regulieren und eine erneute Replikation zu verhindern. Der prä-replikative Komplexzustand in der G1-Phase erzeugt einen replikationskompetenten Ursprung. Der post-replikative Komplexzustand von der S-Phase bis zur M-Phase, der durch hohe Cdk-Aktivität aufrechterhalten wird, verhindert eine erneute Replikation und stellt sicher, dass sich die DNA nur einmal pro Zellzyklus dupliziert.

Question 7

Was ist die Beziehung zwischen Ursprungserkennungskomplexen und Replikationsinitiierung?

Accepted Answer

Origin-Erkennungskomplexe binden an DNA an mehreren chromosomalen Stellen und dienen als Andockstellen für regulatorische Proteine wie Cdc6 und Cdt1. Diese Komplexe verankern die Versammlung von prä-replikativen Komplexen, die für die Replikation kompetent werden, wenn S-Cdks aktiviert werden und Initiatorproteine während der S-Phase phosphorylieren.

S-Cdk initiiert die DNA-Replikation

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