Question 1

Wo beginnt die DNA-Replikation in Prokaryoten?

Accepted Answer

Bei Prokaryoten wie E. coli beginnt die DNA-Replikation am Replikationsursprung, genannt OriC. Initiatorproteine binden an OriC und initiieren die DNA-Trennung. Helicase wird dann auf jeden Strang geladen, um die DNA weiter zu entwirren und eine Replikationsblase zu bilden, die zwei Replikationsgabeln enthält, die beidseitig um das zirkuläre Chromosom fortschreiten.

Question 2

Was ist die Rolle von Einzelstrang-DNA-bindenden Proteinen während der Replikation?

Accepted Answer

Einzelsträngige DNA-bindende Proteine oder SSBs stabilisieren die aufgewickelten DNA-Stränge, während sich die Replikationsgabel entlang des Chromosoms bewegt. Diese Proteine verhindern, dass die getrennten Matrizenstränge wieder aneinander anlagern oder Sekundärstrukturen bilden, und halten sie in einer Form, die für DNA-Polymerasen für die Synthese von führenden Strang- und Lagging-Strang-Synthese zugänglich ist.

Question 3

Wie helfen Topoisomerasen, Spannungen während der DNA-Replikation zu entlasten?

Accepted Answer

Wenn sich die DNA am Replikationsgabel entwirrt, wird die vordere DNA überwickelt und überspiralisiert, was eine torsionelle Belastung erzeugt. Typ-eins-Topoisomerase-Enzyme lindern diesen Stress, indem sie eine Lücke in einem Strang des doppelsträngigen DNA-Phosphat-Zucker-Rückgrats erzeugen, wodurch der andere Strang hindurchtreten kann, und schließen dann die DNA wieder zusammen, um die Integrität wiederherzustellen.

Question 4

Warum sind Okazaki-Fragmente während der prokaryotischen DNA-Replikation notwendig?

Accepted Answer

DNA-Polymerase kann DNA nur in der 5' zu 3' Richtung synthetisieren. Auf der lagging-strand-Vorlage, die 3' zu 5' in Richtung der Replikationsgabel läuft, muss die Synthese in kurzen Segmenten, sogenannten Okazaki-Fragmenten, geschehen, die typischerweise 1.000–2.000 Basenpaare lang sind, anstatt kontinuierlich wie auf dem leading strand.

Question 5

Wie schnell kann E. coli sein gesamtes Chromosom replizieren?

Accepted Answer

E. coli DNA-Polymerase III, verantwortlich für den Großteil der Replikation, kann etwa 1.000 Basenpaare pro Sekunde polymerisieren. Diese bemerkenswerte Geschwindigkeit ermöglicht es der Replikationsmaschinerie an den beiden Replikationsgabeln, das gesamte E. coli-Chromosom von 4,6 Millionen Basenpaaren unter optimalen Bedingungen in ungefähr 40 Minuten zu duplizieren.

Question 6

Wie kann sich E. coli schneller teilen, als es sein Genom replizieren kann?

Accepted Answer

Unter günstigen Wachstumsbedingungen kann sich E. coli alle 20 Minuten teilen, schneller als die 40 Minuten, die für die vollständige Genomreplikation benötigt werden. Bakterien lösen dies, indem sie eine weitere Runde des DNA-Replikation vom Replikationsursprung aus initiieren, bevor die erste Runde abgeschlossen ist, sodass Tochterzellen ein Chromosom erhalten, das bereits eine Replikation durchläuft und schnell wieder teilen können.

Question 7

Was passiert, wenn die beiden Replikationsgabeln während der prokaryotischen DNA-Replikation aufeinandertreffen?

Accepted Answer

Wenn sich die Replikation bidirektional um das zirkuläre prokaryotische Chromosom bewegt, treffen die beiden Replikationsgabeln schließlich an Terminations- oder Ter-Stellen aufeinander, wo die DNA-Replikation abgeschlossen wird. Die resultierenden Tochter-DNA-Moleküle enthalten jeweils einen parentalen Strang und einen neu synthetisierten Strang, gemäß dem semi-konservativen Modell der DNA-Replikation.

Replikation in Prokaryoten

Browse More Videos