Lerneinheit: DNA-Strukturen - Fragen zur DNA

Aufgabe:

Welche Aussagen sind richtig?

Bitte eine Auswahl treffen.

		DNA ist stets doppelsträngig.	Es gibt synthetische DNAs und Oligonucleotide, die keinerlei Kapazität zur Ausbildung eines Doppelstranges besitzen. Daneben gibt es auch in der Zelle einzelsträngige DNA, die allerdings als Zwischenprodukt der Replikation oder als Phagen-DNA von Proteinen bedeckt ist.
		DNA besteht immer aus zwei Strängen.	Es gibt synthetische und M13- Phagen DNA mit nur einem Strang.
		DNA kann auch aus einem Strang bestehen und besitzt trotzdem doppelsträngige Bereiche.	Das gilt für Oligonucleotide und Phagen-DNA, die ihre Proteinhülle verloren hat.
		DNA ist nur in Gegenwart von Proteinen einzelsträngig.	Diese Aussage gilt generell für alle DNA-Polymere ab einer Mindestgröße von 30 Nucleotiden.
		DNA kann sowohl einzel-, auch doppel-, sowie dreifach- und vierfachsträngig vorkommen.	Beispiele sind 1) synthetische DNA, 2) chromosomale DNA, 3) synthetische DNA und der Zwischenzustand der Rekombination und 4) die Holliday-Struktur während der Rekombination.

Aufgabe:

Welche Aussagen sind falsch?

Bitte eine Auswahl treffen.

		Oligonucleotide bilden keine Doppelhelix.	Richtig, die Aussage ist falsch. Die Bildung der Doppelhelix bei Oligonucleotiden ist ein wichtiger biotechnischer Schritt.
		Die 2´-OH Gruppe der RNA verhindert die Ausbildung eines Doppelstranges.	Richtig, die Aussage ist falsch. Wir kennen viele Beispiele, in denen die RNA hohe Sekundärstrukturen besitzt (z.B. die tRNA).
		Guanosine können mit sich selbst ein Basenpaar bilden.	Falsch, diese Aussage ist richtig. Vier Guanosine hintereinander bilden eine stabile Struktur, die bei der Oligonucleotid-Synthese vermieden werden sollte und in der Zelle für die Stabilität der Telomere sorgt.
		Oligo-Thymidin bildet eine besonders stabile Vierfachhelix.	Richtig, die Aussage ist falsch. Thymidin bildet mit sich selbst nur extrem schwache Wechselwirkungen.
		Das A-T Basenpaar ist besonders instabil, weil nur zwei Wasserstoff-Brückenbindungen ausgebildet werden.	Richtig, die Aussage ist falsch. Es kommt bei der Stabililtät nicht auf die Zahl der Wasserstoff-Brückenbindungen an.
		Die beiden DNA-Stränge sind grundsätzlich nicht unterscheidbar.	Richtig, die Aussage ist falsch, siehe unten.
		Die beiden DNA-Stränge unterschieden sich nur unwesentlich in ihrer chemischen Zusammensetzung.	Falsch, die Aussage ist richtig. Die DNA der Zelle ist so groß, dass sich im statistischen Mittel die Chargaff-Regel formulieren läßt. Mögliche Ausnahmen werden im Abschnitt Reparatur und Replikation angesprochen.
		Man kann die beiden DNA-Stränge voneinander trennen, wenn sie nicht größer als 400 bp sind und sich im Thymidin-Gehalt deutlich unterscheiden.	Falsch, diese Aussage ist richtig. Thymidin läßt sich im Gegensatz zu den anderen drei Nucleotiden nicht protonieren (vgl. DNA-Sequenzierung - Strangtrennung).

Aufgabe:

Stellen Sie die Stabilitätsfaktoren der DNA-Doppelhelix in die richtige Reihenfolge. Welche sind unzutreffend oder sogar falsch?

1. Das 5´-Ende enthält ein Diphosphat.

2. Das 3´-Ende ist polyadenyliert.

3. Die Wasserstoff-Brückenbindung zwischen benachbarten Guanosinen.

4. Die Stapelwechselwirkung zwischen benachbarten Purinbasen.

5. Die Wasserstoff-Brückenbindungen zwischen A-T Basenpaaren.

6. Die Stapelwechselwirkungen zwischen benachbarten Thymidinen.

7. Die Wasserstoff-Brückenbindungen zwischen benachbarten Thymin-Dimeren.

Bitte eine Auswahl treffen.

		Antwort 4 dann 5; alle anderen sind unzutreffend oder falsch.	Richtig. Im wesentlichen kommt es auf die Stapelwechselwirkungen zwischen den benachbarten Basen an. Auch wenn Thymidin die schwächste dieser Wirkungen zeigt, ist es immer noch besser als das sonst hier angebotene.
		Antwort 1,dann 4, 6 und 5; alle anderen sind falsch.	Falsch. Das 5´- Phosphat hat allein keinen Einfluß. Alle Phosphate zusammen haben aber über die Ausbildung der Hydrathülle einen erheblichen Einfluß, z.B. bei der Bildung der Z-DNA. Die restlichen Antworten haben Sie teilweise richtig gegeben.
		Antwort 2,dann 4, dann 6, zuletzt 5; alles andere ist falsch	Falsch. Nur das 3´-Ende der mRNA ist polyadenyliert. Die restlichen Antworten haben Sie teilweise richtig gegeben.
		Antwort 2,dann 4, dann 5 und 7; alles andere ist unzutreffend.	Falsch. Nur das 3´-Ende der mRNA ist polyadenyliert. Die restlichen Antworten haben Sie teilweise richtig gegeben.
		Antwort 1 und 5 dann 6 und 7; alles andere unzutreffend oder falsch.	Falsch. Das 5´- Phosphat hat allein keinen Einfluß. Alle Phosphate zusammen haben aber über die Ausbildung der Hydrathülle einen erheblichen Einfluß, z.B. bei der Bildung der Z-DNA. Stapelwechselwirkungen zwischen Thymidinen sind die schwächsten, H-Brücken zwischen Thymidinen sind nicht bekannt.
		Alles ist unzutreffend oder falsch.	Falsch. Natürlich kommt es im wesentlichen auf die Stapelwechselwirkungen der Basen an.

Aufgabe:

Welche Abschnitte der DNA sind besonders beständig gegen Hitzedenaturierung?

Bitte eine Auswahl treffen.

		DNA, die nur nur aus alternierenden GC-Basenpaaren besteht. .	Richtig. Hier handelt es sich aber um eine synthetische DNA. PolyG. PolyC ist durch die Eigenstruktur des polyG erheblich instabiler.
		DNA, die zahlreiche Bereiche mit der Abfolge AAAAT bzw. ATTTT besitzt.	Falsch. Sie sollten gelernt haben, dass gerade diese Struktur die Helix empfindlich stört.
		DNA, die keine Bereiche mit mehr als drei identischen Basen nebeneinander enthält.	Falsch. Nur Bereiche aus mehr als drei Adenosinen oder Guanosine bilden eine stabile Eigenstruktur aus, so dass die Gesamtstabilität beeinflusst wird.
		DNA, die überdurchschnittlich viele 5-Methylcytidin-Reste enthält.	Falsch. Die 5-Methyl-Gruppe ist nicht an der Ausbildung der Stabilität oder der Spezifität beteiligt (vgl. Reparatur und Regulation).
		Bereiche mit mehr als vier benachbarten Abfolgen GATC, incl. N6-methyliertem Adenosin.	Falsch. Es gibt keine auffälligen Wechselwirkungen. Die N6-Methylgruppe ist weder an der Stabilität noch an der Spezifität beteiligt (vgl. Reparatur).

Aufgabe:

Bei welcher dieser Reaktionen spielt die Bildung der Doppelhelix keine wichtige Rolle?

Bitte eine Auswahl treffen.

		Bei der Replikation (Verdoppelung der DNA).	Falsch. Ohne die Ergänzung zur Doppelhelix kann die Replikation nicht stattfinden.
		Bei der Rekombination (Bildung von DNA-Hybriden).	Falsch. DNA-Hybride sind doppelhelicale Strukturen.
		Bei der Anlagerung der tRNA an die Messenger-RNA (Proteinbiosynthese).	Falsch. Auch wenn das Anticodon der tRNA nur drei Basenpaare ausbildet, so erfolgt das doch nach den Strukturregeln der Doppelhelix.
		Bei der Anlagerung der iRNA an die Messenger-RNA (RNA-Abbau).	Falsch. Die iRNA lagert sich an die einsträngige mRNA nach den Regeln der Doppelhelix zusammen. Anders ist die hohe Spezifität der iRNA nicht zu erklären (vgl. Regulation).
		Bei der Primer-Anlagerung während der PCR.	Falsch. Die stabile Ausbildung der Doppelhelix ist hier essentiell und dient der Diskriminierung.
		Bei der Termination der Transkription (RNA-Synthese).	Falsch. Die RNA bildet sofort nach dem Verlassen der Polymerase eine maximal basengepaarte Struktur (vgl. Transkription).
		Bei der Ausschleusung der Messenger-RNA aus dem Zellkern.	Richtig. Hier wird die RNA linear durch die Kern-Poren geleitet.
		Bei der Fehlinterpretation von DNA-Sequenzierungsergebnissen	Falsch. Benachbarte Bereiche können die Wirkung des Harnstoff unterlaufen, weil sie sich intramolekular extrem schnell bilden (vgl. Sequenzierung).