Biomolekulare Strukturen: DNA und Proteine

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Biomolekulare StrukturenDNA und Proteine
Abbildungen aus Matthews, Van Holde
Biochemistry, Benjamin/Cummings. Daune Molecular
Biophysics, Oxford Univ. Press.
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Biophysikalische Strukturen
DNA Phosphatgruppe, Zucker, Basen Proteine
Aminosäuren Lipide Kopfgruppe,
Kohlenwasserstoffketten Abbildungen
aus Matthews, Van Holde Biochemistry
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DNA
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Monomer Nukleotide Phosphatgruppe, Zucker, Basen
RNA Nukleotide DNA Phosphatgruppe ist
starke Säure
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Polymere
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Die Basen
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DNA und RNA Primärstruktur

• Abfolge der Nukleotide bzw. der Basen Sequenz
• Schreibweise ACGTT etc.

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DNA und RNA Sekundärstruktur

• RNA Einfachstrang
• DNA Doppelstrang durch Basenpaarung

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Basenpaare

• Nur Paarung A-T und C-G möglich
• Starke Wasserstoffbrücken 1 eV (chem.
  Bindung 4 eV)

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DNA-Doppelhelix
10 Basenpaare pro turn 3,4 nm pro turn 36
Grad Rotation zwischen Paaren ? 0.34 nm Abstand
zwischen Basenpaaren
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Stapelungs- Wechselwirkung stacking
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Stacking

• pro Basenpaar 1 eV, 25 kcal/mole (chem.
  Bindung 4 eV)
• vdW Wechselwirkung
• genauso stark wie H-Brücken
• Stabilisierung der DNA-Struktur durch VdW,
  nicht durch H-Brücken!

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A- und B- Form der DNA
A-Form 11 Nukleotid-Paare pro Windung 33 Grad
zwischen benachbarten Basenpaaren
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Replikation
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Transkription
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Denaturierung
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Von der DNA zum Protein
mRNA messenger RNA tragen Information von DNA
zur Proteinsynthese tRNA transfer RNA
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Von der DNA zum Protein
Gene Segmente der DNA, die in Proteine umgesetzt
werden Introns Kodierende Segmente Exons
Nicht-kodierende Segmente
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(No Transcript)
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Proteine

• Primärstruktur Sequenz
• Sekundärstruktur Helix, Faltblatt, Turn
• Tertiärstruktur 3D Anordnung der
  Sekundärstrukturelemente

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20 Aminosäuren
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Bausteine Aminosäuren
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Polymerisierung
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Polymerisierung
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Peptidbindung

• CN ist partielle Doppelbindung Torsionsbarriere
  1 eV
• Einfachbindung 0.1 eV ( Doppelbindung 2-3
  eV)
• ? Drehung nur um Einfachbindung möglich

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• C-C und C-N Einfachbindungen
• und ? sind Torsionswinkel
• um die Einfachbindungen
• Flexibilität der Proteine ist
• durch diese Freiheitsgrade
• gegeben

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Sekundärstruktur-elemente
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Konformationsraum
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Transkription
Redundanter Code Dreier-Codon
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Transkription
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Transkription
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(No Transcript)