Telomere?
Weshalb benötigt man Telomere?
2 Antworten
Telomere sind Chromosomenenden aus einfachen Wiederholungseinheiten der DNA "TTAGGG-TTAGGG-TTAGGG" u.s.w. Sie werden von DNA-abbauenden Enzymen nicht angegriffen. Außerdem ergeben sich an den Enden der Chromosomen bei der Replikation DNA-Verluste, da der Replikationskomplex das DNA-Ende nicht ganz durchreplizieren kann. Es bleibt also bei jeder Zellteilung eine Lücke am Ende des Chromosoms. Diese DNA-Verluste fallen in den Bereich der Telomersequenzen und bleiben daher über die normale Lebenszeit ohne Folgen.
Telomere sichern also das Überleben der Chromosomen und puffern die DNA Verluste von Zellteilungen. Da sich die Telomere dabei langsam verkürzen, verringert sich mit ihnen unsere Lebenszeit. Denn sind die Telomere verbraucht, werden wir sterben, auch wenn es uns sonst gut gehen würde. Die Telomere sind also einerseits Schutz der Chromosomenenden, andererseits eine in das Erbgut eingebaute biologische Uhr. Der Körper könnte diese Enden theoretisch stabilisieren, wie es bei unsterblichen Keimzellen der Fall ist. Dass er es im Bereich des Körpers (alles außer Keimzellen) nicht macht, verdeutlicht, dass bereits bei Geburt, unser Tod fest eingeplant ist. LG
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Ergänzung (siehe Kommentare):
verändert, nach: https://www.researchgate.net/figure/Telomere-shortening-during-DNA-replication-The-degradation-of-the-primer-on-the-lagging_fig1_8199207
Wann wären Telomere am Ende der Chromosomen nicht notwendig?
a) die DNA Polymerase einen neuen DNA-Strang beginnen könnte
b) okazaki Fragmente aus DNA-Nukleotiden bestehen würde
c) Wenn RNA-Polymerase von 3‘ nach 5‘ ablesen könnte
d) Wenn DNA-Polymerase von 3‘ nach 5‘ ablesen könnte
e) Die RNA-Polymerase einen RNA-Strang neu beginnen könnte
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Nehmen wir an, die beiden Stränge in der Abb. sind Replikationsprodukte. Es entsteht also, ausgehend von einer Replikationsgabel, ein neuer DNA-Strang mit einem 3'-Ende vorn, Synthese am Leitstrang genannt und einer mit einem 5'-Ende vorn, Synthese am Folgestrang genannt.
Der Leitstrang kann bis zum 3'-Ende durchsynthetisiert werden. Der 5'-Strang beginnt am Ende des Folgestrangs mit einem Primer, mit Synthese in die Gegenrichtung.
Dieser 5'-Primer bleibt am Ende stehen. Weil alle Primer können ersetzt werden, also RNA gegen DNA ausgetauscht und die Lücken mit DNA aufgefüllt werden. Nur dieser endständige 5'-Primer kann nicht gegen DNA ausgetauscht werden, da die DNA-Polymerase ein 3'-OH braucht, woran sie verlängern kann und dieses 3'-OH fehlt bei diesem 5'-Primer. Der Primer degradiert und es bleibt eine nicht aufgefüllte Lücke am Ende des Chromosoms, durch leichte Verkürzung des 5'-Endes und gleichzeitigen 3'-Überhang. Soweit so gut.
Von den Antwortmöglichkeiten scheiden also c), d) und e) direkt aus
Die RNA-Polymerase spielt für das Auffüllen der DNA-Lücke keine Rolle c)+e)
Die DNA-Polymerase liest von 3' nach 5' ab d) (Fangfrage)
Es bleiben also nur a) oder b), deshalb habe ich nach Mehrfachantworten gefragt. Weil die sind eigentlich beide attraktiv. Wenn die DNA-Polymerase einen neuen Strang aus dem Nichts beginnen könnte, könnte sie die Lücke von 5' nach 3' schließen, ohne 3'-OH. Wenn die Primer aus DNA bestünden, bräuchte man den 5'-Primer nicht auszutauschen und es entstünde keine Lücke. Aktuell neige ich zu a) oder b). Kann mich aber grad nicht festlegen.
Falls ich grad auf dem Schlauch stehe und jemand mitliest, kann er/sie das gern ergänzen? a) oder b)?
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b) fällt auch weg. Weil wenn die Okazaki-Fragmente aus DNA bestünden, hätte man das gleiche Problem, dass DNA-Polymerase nicht ohne freies 3'-OH-Ende einen komplementären Strang beginnen könnte und daher auch keine Primer setzen könnte. Das kann nur RNA-Polymerase, daher setzt sie auch die RNA-Primer. Leichte Denkblockade :D
Es bleibt dann nur a) übrig. Die DNA-Polymerase könnte einen neuen Strang (ohne 3'-OH) beginnen. Dann könnte sie die Primer-Lücke auch am 5'-Ende schließen. Mehr noch, dann würden sich die Primer insgesamt erübrigen, weil eine solche DNA-Polymerase bräuchte gar keine Primer mehr. Dann bräuchte man keine Telomere mehr.
LG
vielen dank für Ihre ausführliche Erklärung ich hätte noch eine Frage
Wann wären Telomere am Ende der Chromosomen nicht notwendig?
Leider bin ich mir noch etwas unsicher im Bezug auf die oben genannte Frage da die Antwortmöglichkeiten (es handelt sich um eine Aufgabe aus einer Altklausur) die hier waren:
a) die DNA Polymerase einen neuen DNA-Strang beginnen könnte
b) okazaki Fragmente aus DNA-Nukleotiden bestehen würde
c) Wenn RNA-Polymerase von 3‘ nach 5‘ ablesen könnte
d) Wenn DNA-Polymerase von 3‘ nach 5‘ ablesen könnte
e) Die RNA-Polymerase einen RNA-Strang neu beginnen könnte
welche der Antworten würde aus ihrer Sicht am meisten Sinn ergeben ich komme trotz langer Recherche nicht zu einer Antwort.
ah so, dazu sollten wir eine kleine Skizze betrachten, die ich oben einfüge. Sind Mehrfachantworten erlaubt?
Vielen Dank für diese ausführliche Ergänzung.
gern ich konnte mich inzwischen auch für eine Lösung a) entscheiden. LG
Nochmal vielen Dank für ihre Hilfe Sie haben mir damit sehr geholfen.
Es sind die Schutzkappen der Gene ,damit sie nicht frei im Zytoplasma dem Zellgewebe herumschwirren.
So ist es alles fachlich richtig wiedergegeben