Die DNA-Polymerase 04:18 min

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Transkript Die DNA-Polymerase

Hallo, hier ist wieder Katja und in diesem Video geht es um die DNA-Polymerase. Die DNA-Polymerase ist ein Enzym, das an einem DNA-Einzelstrang die Synthese eines neuen komplementären DNA-Stranges katalysiert. Damit spielt die DNA-Polymerase eine Schlüsselrolle bei der DNA-Replikation, also der Verdoppelung des genetischen Materials, die vor der Zellteilung stattfindet. Bevor wir zur DNA-Polymerase kommen, müssen wir uns den Aufbau der DNA noch einmal genauer anschauen. Die DNA oder Desoxyribonukleinsäure ist ein langes Kettenmolekül aus vielen Bausteinen. Solche Kettenmoleküle werden auch Polymere genannt. Die Bausteine der DNA sind die Nukleotide. Jedes Nukleotid hat 3 Bestandteile. Den Zucker Desoxyribose, einen Phosphorsäurerest beziehungsweise Phosphat, und eine Nukleobase oder kurz Base. Jedes Kohlenstoffatom, abgekürzt mit einem C, geht 4 Bindungen ein. Weil dieses hier schon 2 Bindungen hat, kann es auch nur noch 2 weitere Wasserstoffatome binden. Die Nukleobasen der DNA sind Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Phosphatreste geben der DNA insgesamt eine negative Ladung. Sie sind es auch, die die DNA chemisch zur Säure machen. Einheiten aus Basen und Zucker ohne Phosphat werden als Nukleoside bezeichnet. Schauen wir uns das Modell eines kurzen DNA-Abschnitts an. Die Desoxyribose- und Phosphatgrundeinheiten sind bei jedem Nukleotid gleich. Sie bilden das Rückgrat des Moleküls. Die 5 Kohlenstoffatome einer Desoxyribose sind von 1 bis 5 nummeriert. Am 1. Kohlenstoffatom ist die Base gebunden, am 5. hängt der Phosphatrest. DNA-Polymerasen können neue Nukleotide nur an die OH-Gruppe am 3-Strich-Ende einer bereits bestehenden Kette von Nukleotiden anfügen. Im Labor gibt man deshalb in den Reaktionsansatz kurze DNA-Stücke, sogenannte Primer, die abhängig von ihrer Sequenz an bestimmte Stellen der DNA binden und an denen die Synthese eines neuen DNA-Stranges beginnen kann. In lebenden Zellen baut ein anderes Enzym, die Primase, ein kurzes Stück RNA auf, an denen die Synthese der DNA beginnen kann. Das RNA-Stück wird später wieder abgebaut. Am 5-Strich-Ende kann die DNA-Polymerase keine neuen Nukleotide anhängen. Der Einzelstrang wächst also immer von 5-Strich nach 3-Strich. Die Nukleobasen sind durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden. Die Abfolge der Basen im Strang codiert genetische Informationen. Bei der Synthese des neuen DNA-Stranges kann es gelegentlich zum Einbau falscher Nukleotide kommen. Manche DNA-Polymerasen verfügen über einen Mechanismus zur Korrektur solcher Fehler. Die meisten Lebewesen besitzen verschiedene DNA-Polymerasen, die wahrscheinlich unterschiedliche Aufgaben bei der Verlängerung und der Korrektur des neuen DNA-Stranges haben. Die DNA-Polymerase hat auch eine sehr große biotechnologische Bedeutung. Im Labor werden DNA-Polymerasen oft für die Polymerasekettenreaktion oder PCR eingesetzt. Dabei werden die Proben mehrfach stark erhitzt. DNA-Polymerasen aus den meisten Organismen würden bei diesen extremen Bedingungen denaturieren, das heißt sie würden quasi gekocht und wären nicht mehr funktionstüchtig. Deshalb verwendet man Polymerasen aus extremophilen Bakterien, die zum Beispiel in heißen Quellen leben und eine hohe Thermostabilität besitzen. Ein Beispiel hierfür ist die Tagpolymerase aus dem Bakterium Termus aquaticus. Zusammenfassend kann man sagen, die DNA-Polymerase ist ein Enzym, das einen neuen DNA-Strang aus einzelnen Nukleotiden, also Monomeren, aufbaut. Dieser neue Strang aus vielen Einzelbausteinen ist demzufolge ein Polymer. Die Vorsilbe "Poly" stammt aus dem Griechischen und bedeutet "viele". Die Endung "-ase" steht allgemein für ein Enzym. Ich hoffe, Ihr könnt euch jetzt besser vorstellen, wie Nukleotide aufgebaut sind und wie die DNA-Polymerase funktioniert. Tschüss und danke fürs Zuschauen.

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4 Kommentare
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    naja bissl schnell geredet da kommt ja keiner mit ...

    Von Grit Paerschke, vor 8 Monaten
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    Deine Videos und die Videos deiner Freunde retten mir meine ich-lern-erst-Last-Minute-Kehrseite... Immer verständlich und nachvollziehbar. Danke euch

    Von Petersdaniel45, vor 8 Monaten
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    ab etwa 2:10 komme ich einfach nicht weiter weil ich den Zucker des neuen Stranges nicht richtig Zeichnen kann. bitte nächstes Mal solche eine Zeichnung mit wenigstens einem Anfangsbeispiel pro Strang...

    Von Timea1212, vor fast 3 Jahren
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    super video!
    kann mir eventuell jemand bei den antowrten zu den folgenden fragen helfen? schreiben morgen eine klausur zu dem thema.
    http://s1.directupload.net/file/d/2519/3oe5sj9z_jpg

    Von Moe1986, vor mehr als 5 Jahren