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Molgen Prokaryoten (Subject) / Genome (Lesson)
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- Aus wie vielen Basenpaaren besteht das Genom der Bakterien? Geben Sie den ungefähren Größenbereich an. Welches bakterielle Genom (Name des Bakteriums) wird im Allgemeinen als das kleinste Genom betrachtet - Das bakterielle Genom bewegt sich in der Größenordnung von 160 kb bis etwa 12000kb - Carsonella ruddi mit 160 kb.
- 2. Die Genome bei Prokaryoten (Bakterien und Viren) können in unterschiedlicher Form (Struktur und Art der Nukleinsäuren) vorliegen. Welche Arten der Genomorganisationen können in Bakterien vorkommen? - in Bakterien ausschließlich dsDNA in linearen oder zirkulären Chromosomen
- In welcher Form kann DNA in Bakterien vorkommen? Beachten Sie auch seltenere Formen. Was für DNA kann in die Genome inseriert sein und wie werden die inserierten DNA-Bereiche genannt? Worin unterscheiden sich diese DNA-Insertionen von der Eltern-DNA? - dsDNA organisiert in einem oder mehreren linearen oder zirkulären Chromosomen; in vielen Spezies zusätzlich extrachromosomale Elemente (Plasmide) - Transposons, Prophagen, Proviren, integrierte Plasmide - Es handelt sich dabei um eigennützige DNA, deren Insertion und Expression nicht in erster Linie den Interessen des Wirtes dient.
- Genome: welche Strukturen und Beispiele - Escherichia coli: ein zirkuläres Chromosom und evtl. Plasmide - Vicbrio cholera: zwei zirkuläre Chromosome und evtl. Plasmide - Borrelia burgdorferi: ein lineares Chromosom und >17 Plasmide
- Wieviele Gene haben Bakterien, Angabe des ungefähren Bereiches Wie viele Bp hat ein Gen im Durchschnitt? - Bakterien besitzen zw. 180 und 7000 Gene - ein Gen hat durchschnittlich etwa 800 bp
- Was ist bei pathogenen Bakterien, aus der Sicht der Erbinformation (DNA) anders als bei anderen Bakterien? Was kann bei pathogenen Mikroorganismen zusätzlich vorhanden sein - Die Pathogenität eines Bakteriums kann, im Vergleich zu einem unpathogenen Vorfahren, den Erwerb oder Verlust von Genen oder Mutationen als Ursache haben. Diese Veränderungen können sowohl die chromosomale DNA betreffen als auf einem Plasmid codiert werden. - häufig von mobilen genetischen Elementen integriert
- Wie wird das Genom bezeichnet, das sich aus dem „core Genom“ und dem „flexiblen Genom“ (acessory genes) zusammensetzt? Wie wird das Genom bzw. die Summe der Genome bezeichnet, das/die sich in einer ökologischen Nische befindet/n? - Die Summe aus „core Genom“ und „flexible Genom“ wird als pangenom bezeichnet - Die Summe aller Genome einer ökologischen Nische wird als Metagenom bezeichnet
- Was ist das Pangenom und was ist ein Metagenom? Erklären Sie das Pangenom und das Metagenom auch jeweils mit einem Beispiel bei Mikroorganismen. - Als Pangenom bezeichnet man die Gesamheit aller Gene, die in allen Stämmen einer Spezies zu finden sind. Beispiel: Die Gene der Stämme K12 und O157 bei E.coli sind Teil eines Pangenoms - Als Metagenom bezeichnet man die Gesamtheit aller genetischen Informationen in einem Mikrobiom. Beispiel: Darmflora enthält E.coli, Enterobacter und Streptococcus
- Was sind Pathogenitätsinseln und welche Gene können sich dort unter anderem befinden? - Es handelt sich um eine zusammenhängende DNA-Sequenz, die für Virulenzfaktoren codiert, die für den Wirt schädlich sind. Oftmals handelt es sich um inserierte Gene.
- Welche Informationen können aus einer Genomsequenz direkt erhalten werden? - Die Aminosäuresequenz und die Lokalisation und Länge der Gene
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- Mycoplasma mycoides und das synthetische Genom. Beschreiben Sie in Stichworten, wie das synthetische Genom hergestellt wurde. - Zunächst wurden mittels chemischer Synthese kleine Olignucleotide hergestellt. - Diese Oligonucleotide wurden anschließend in vitro zu 109 größeren DNA-Fragmente mit einer Länge von jeweils ca. 1 kb zusammengesetzt - Diese Fragmente wurden in vivo in drei Schritten zu 10 kb, 100 kb und einem kompletten Genom mit 1,08 Mb zusammengefügt. Hierfür wurde S. cerevisae genutzt. - Das vollständig synthetisierte Genom wurde in DNA-freie M. capricolum-Zellen transplantiert. Diese Zellen waren danach teilungsfähig und zeigten den M. mycoides-Phänotyp.