Zum Inhalt
Anmelden
Alle Apps

Telomere und das Endproblem

Über diese App

Warum lineare Chromosomen bei jeder Kopie kürzer werden: Am Ende bleibt die Lücke des letzten RNA-Primers, weil davor kein 3′-OH steht. Telomere aus TTAGGG schrumpfen über viele Teilungen bis zur Hayflick-Grenze; Telomerase verlängert sie mit eigener RNA-Matrize. Dazu der Vergleich mit ringförmiger Bakterien-DNA.

Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.

Das Endreplikationsproblem

DNA-Polymerase verlängert einen Strang nur in Richtung 5′ nach 3′ und braucht dafür ein freies 3′-OH, das ein RNA-Primer liefert. Am Ende eines linearen Chromosoms wird der letzte Primer entfernt, doch die Lücke lässt sich nicht füllen, weil davor kein 3′-OH steht. Der neue Strang ist kürzer, der alte steht als 3′-Überhang vor. Bei jeder Teilung geht so ein Stück verloren. Telomere aus vielen Wiederholungen von TTAGGG puffern diesen Verlust; sind sie zu kurz, teilt sich die Zelle nicht mehr (Hayflick-Grenze). Die Telomerase verlängert die Enden mit einer eigenen RNA-Matrize.

Was die App zeigt

Vier Ansichten: die Replikation am Chromosomenende Schritt für Schritt mit Leitstrang, Okazaki-Fragmenten und Primern, die Telomerlänge über bis zu 80 Teilungen, die Telomerase, die mit ihrer Matrize 3′-CAAUCCCAAUC-5′ Wiederholung für Wiederholung anschreibt, und der Vergleich mit ringförmiger Bakterien-DNA, die kein Ende hat. Im Modell ist ein Telomer 10 000 Basenpaare lang, kritisch sind 5 000.

Selbst ausprobieren

Gehe die fünf Schritte am Chromosomenende durch und suche den Strang, der kürzer wird. Stelle den Verlust je Teilung zwischen 50 und 200 Basenpaaren ein und lies ab, wann die Hayflick-Grenze erreicht ist. Schalte die Telomerase ein und vergleiche, wie lange sich die Zelle dann teilen kann. In der Ring-Ansicht siehst du, warum Bakterien dieses Problem nicht haben.

Häufige Fragen

Was ist das Endreplikationsproblem?
Am Ende eines linearen Chromosoms kann die DNA-Polymerase die Lücke des letzten RNA-Primers nicht füllen, weil davor kein freies 3′-OH liegt. Der neu gebildete Strang wird deshalb bei jeder Replikation etwas kürzer, und das Chromosomenende schrumpft mit jeder Zellteilung.
Was sind Telomere und wozu dienen sie?
Telomere sind die Enden linearer Chromosomen. Beim Menschen bestehen sie aus Tausenden Wiederholungen der Sequenz TTAGGG und tragen keine Gene. Sie puffern den Verlust bei jeder Teilung. Werden sie zu kurz, hört die Zelle auf, sich zu teilen; beim Menschen nach etwa 40 bis 60 Teilungen (Hayflick-Grenze).
Wie arbeitet die Telomerase?
Die Telomerase ist eine reverse Transkriptase mit eigener RNA-Matrize. Ein Teil der Matrize paart mit dem überstehenden 3′-Ende des alten Strangs, der Rest dient als Vorlage, nach der sie eine weitere TTAGGG-Wiederholung anhängt. Danach rückt sie weiter. Den Gegenstrang füllen Primase und Polymerase auf. Aktiv ist sie in Stammzellen, Keimzellen und den meisten Tumoren.
Was kann ich in der App Telomere einstellen?
Du gehst die Replikation am Chromosomenende Schritt für Schritt durch, stellst die Zahl der Teilungen und den Verlust je Teilung ein, schaltest die Telomerase an oder aus, verfolgst ihre Arbeitsschritte und vergleichst ein lineares Chromosom mit ringförmiger DNA.

Fach: Biologie (Gymnasium)

Mehr aus Biologie (Gymnasium)

Eine VisuApp von heyprof: interaktiv, kostenlos im Browser, ohne Anmeldung. Was ist eine VisuApp? · Alle Apps