Biologie (Subject) / Genetik Theorie (Knippers) (Lesson)

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• Welche Topoisomerase-Typen gibt es? Typ II-Topoisomerase = Gyrase > führt superhelikale Windungen ein Typ I-Topoisomerase = entspannt die superhelikale DNA (wenn Gene transkribiert oder Genomabschnitte repliziert werden)
• Wer hat wann die Genomsequenz von E.coli veröffentlicht? F. Blattner , 1997
• Was sind Operons? Gen-Folgen, die von einem Promotor aus gemeinsam transkribiert werden
• Wo beginnt die Replikation eines Genoms? Wo hört sie auf? am Origin fängt sie an am Terminus hört sie auf
• Was sind CHI-Sequenzen? beeinflussen die genetische Rekombination
• Vermessungssysteme für Genome Angabe von Basenpaaren im Abstand von einem mehr oder weniger willkürlich gesetzten Punkt= physikalische / molekulare Gen-Karte Einheiten in Minuten (E.coli = 100 Minuten)= biologische Gen-Karte
• Was sind auxotrophe Bakterienmutanten?  können sich nicht in Minimalmedium vermehren, da ihnen die Enzyme für bestimmte Syntheseschritte fehlen
• Was sind prototrophe Wildtyp-Bakterien? Können sich in Minimalmedium vermehren, da sie die Enzyme für Syntheseschritte besitzen.
• Wie kann eine Konjugation zustande kommen? die Bakterientypen müssen in unmittelbarer Nähe zueinander liegen Die Übertragung erfolgt in eine Richtung: Es gibt einen Donor und einen Akzeptor
• Wann kann eine Bakterienzelle als Donor fungieren? Wenn sie ein F-Plasmid enthält (F= Fruchtbarkeit / fertility)
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• Was ist ein F-Plasmid? Ein Extrastück an DNA - Kann als DNA-Ring isoliert vom Chromosom vorkommen: F+-Zellen - kann auch im Bakteriengenom eingebaut sein: Hfr-Zellen
• Was sind Hfr-Zellen? - Haben ein F-Plasmid in ihr Genom eingebaut high frequency of recombination
• Was sind F- Zellen? F- -Zellen haben kein F-Plasmid, weder extrachromosomal, noch im Genom eingebaut
• Was sind Episome? DNA-Moleküle, die sowohl extrachromosomal, als auch integriert im Haupt-Chromosom vorkommen können
• Was ist eine Transfer-Region? Eine Reihe von 36 Genen, die auf dem F-Plasmid liegt und für die Übertragung von genetischem Material zwischen Donor und Rezipient notwendig ist.
• Was sind IS-Elemente? kommen in F-Plasmiden und auch im Genom vor Die IS-Elemente in F-Plasmiden erkennen IS-Elemente im Genom und bauen sich bevorzugt an diesen Stellen ein.
• Beschreibung des DNA-Transfers zwischen Bakterien wenn die Donor-Zelle mit der Rzipienten-Zelle in Kontakt kommt, entsteht durch Verkürzung des F-Pilus eine offene Röhre zwischen beiden. Der oriT (Originpunkt) wird aktiviert, die DNA wird an dieser Stelle geöffnet und das entstandene 5´-Ende wird über die Brücke in Rezipienten-Zelle geleitet. Beide Stränge werden wieder vervollständigt.
• Was versteht man unter Exzision? ein integriertes Plasmid wird aus einem Genom wieder herausgeschnitten > kann ungenau verlaufen, dann werden benachbarte chromosomale DNA-Abschnitte gemeinsam mit den Plasmid-Sequenzen ausgeschnitten
• Was ist ein substituiertes F-Plasmid? - auch F´-Plasmid - wenn Exzision weitere benachbarte chromosomale DNA-Abschnitte ausschneidet, entstehen F-Plasmide mit zusätzlichen chromosomalen Abschnitten.
• Was ist eine Merodiploide?  auch Heterogenote > Bakterien, die im Zuge der Aufnahme eines F´-Plasmides chromosomale Abschnitte doppelt haben (dipoid sind)
• Welche Exzisionswege bei der Bildung von Plasmiden gibt es? Typ I-Exzision = ein Teil des Plasmids bleibt im Haupt-Chromosom zurück Typ II-Exzision = der chromosomale DNA-Abschnitt wird von beiden Seiten des integrierten F-Plasmids ausgeschnitten, es bleiben keine plasmidalen Sequenzen im Haupt-Chromosom zurück.
• Welche Symbole werden bei Experimenten mit Gen-Markern genutzt? - nach Aminosäure-Kürzel (thr-) = keine Synthese der Aminosäure - nach Zucker-Kürzel (gal-) = keine Verwertung der Zucker  R nach verschiedenen Kürzeln (strR) = Resistenz gegenüber ..... S nach verschiedenen Kürzeln (tonS) = Sensitivität gegenüber ....
• Was versteht man unter allgemeiner Transduktion? Übertrag genetischen Materials einer Wirtszelle von eienr Bakterienzelle in eine andere durch Phagen Im 1. Infektionszyklus schleust Phage sein Genom in Bakterienzelle ein, beim Bau neuer Phagen werden teilweise Bakterienchromosomen mit eingebaut. Lyse Im 2. Infektionszyklus schleust der Phage mit der eingebauten Bakteriendna seine DNA wieder in eine neue Zelle, dies wird wieder in Genom der Zelle eingebaut.
• Was bedeutet es, wenn Gene konstitutiv exprimiert werden? Gene sind verschlossen und werden erst bei Bedarf aktiviert
• Welche Gene liegen auf dem lac-Operon? β-Galaktosidase = spaltet Lactose in Glucose und Galactose, die anschließend zur Gewinnung von Energie abgebaut werden Permease = erleichtert die Aufnahme von Lactose in die Zelle Transacetylase = Bedeutung noch nicht abschließend geklärt
• Welche Kürzel werden für die drei Gene im lac-Operon genutzt? lacZ = β-Galaktosidase lacY = Permease lacA = Transacetylase
• Was ist ein Operator? Die Bindungsstelle eines Operons
• In welcher Reihenfolge ist ein Operon aufgebaut? Promotor.....Operator..... Gen1.....Gen2...... Gen3
• Kontrollelemente des lac-Operons Abwesenheit von Lactose = Operator ist durch Lac-Repressor besetzt > Bindung der RNA-Polymerase ist nur schwer möglich> durch Schleifenbildung wird der Promotor effizient verschlossen Gegenwart von Lactose = Repressor löst sich von der Bindestelle
• Was versteht man unter negativer Regulation? - Promotoren stehen unter der Kontrolle von Repressoren
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• Welche Bestandteile haben Phagen? - Nucleinsäure-Molekül - Protein-Hülle
• Phagen-Aufbau von oben nach unten Kapsid, innen Nucleinsäure Kragen inneres Schwanzrohr Schwanzhülle Endplatte Schwanzfasern Spikes
• Wie funktioniert der Plaque-Assay? Agarplatte wird mit vielen Bakterien besät, verdünnte Phagensuspension wird dazugegeben. Nach Bebrüten sieht man Plaque (Loch) im Bakterienrasen. Jedes Loch ist ein intakter Phagenpartikel
• was sind virulente Phagen? Infektionsweg endet immer mit der Lyse der befallenen Zelle
• Was sind temperente Phagen? Können alternative Infektionswege einschlagen: Vermehrung innerhalb der Wirtszelle und Zerstörung der Zelle durch Lyse Einbau der Phagen-DNA in das Genom der Wirtszelle
• Typische Merkmale von eukaryotischem Genom bestehen aus mehreren großen linearen DNA-Molekülen (während Mitose als Chromosomen organisiert) zwischen einzelnen Genen oft lange DNA-Abschnitte ohne genetische Information in Form von Protein-DNA-Komplexen (Chromatin) organisiert und im Zellkern gelagert
• wo kommt eukaryotische DNA vor? zu 99 % im Zellkern Rest in Mitochondrien oder Chloroplasten (Pflanzen)
• Wo findet die Translation bei Eukaryoten statt? außerhalb des Zellkerns im Cytoplasma
• Wie ist die Kern-Hülle aufgebaut? aus zwei Schichten: - äußere Schicht = Bestandteil des eR, wo Ribosomen die Synthese von Proteinen durchführen - innere Schicht = Verbund mit Kern-Lamina, die Festigkeit verleiht und aus einem Geflecht von Proteinen besteht, die zur Gruppe der Intermediär-Filamente gehören > Kern-Hülle wird von Kern-Poren-Komplexen durchbrochen
• Bestandteile des Kern-Innenraums Zum größten Teil wird er von Chromatin ausgefüllt Nucleolus (Synthese von rRNA) Heterochromatin (auf Innenseite der Kern-Hülle) Euchromatin (heller als Heteroch., im Innenraum) Kern-Matrix
• Aus was besteht Chromatin? DNA-Faden Histone = basische Proteine Nicht-Histon-Chromatin-Proteine
• Welche Histonarten gibt es in Tier- und Pflanzenzellen? H1 H2A H2B H3 H4
• Warum Mitose? weitergabe der zuvor replizierten DNA auf Nachkommenzellen
• Schritte der Mitose Interphase (bildung Spindelapparat) Prophase (Verdickung Chromosomen mit Kinetochor, Bildung Mikrotubuli) Prometaphase (Auflösung Kernhülle, Auswuchs Mikrotubuli zu Kinetochoren) Metaphase (Äquatorialebene, Bindung Kinetochor-Mikrotubuli an Kinetochore Anaphase (Trennung der Chromatiden, Zug zu den Polen) Telophase (Bildung der Kernhülle, entwindung DNA)
• Zahl der chromosomensätze bei Musterorganismen? Saccharomyces vulgaris = 32 Chromosomen (2n) Drosophila melanogaster = 8 Chromosomen (2n) Mus musculus = 40 Chromosomen (2n) Homo sapiens = 46 Chromosomen (2n)
• Welchen Chromosomensatz enthalten Somazellen? diploiden Chromosomensatz
• Was ist der Karyotyp? Eine geordnete Darstellung der Chromosomen
• Was sind Lymphocyten? Weiße Blutkörperchen
• Wie wird ein Karyogramm erstellt? Zellen (meist Lymphocyten) werden in der Metaphase fixiert und angefärbt. Anschließend werden Fotos der Chromosomen gemacht und dann nach Größe und der Lage des Zentromers angeordnet - i.d.R. werden Centromer-Indices zur Sortierung genutzt
• Was ist eine Triploidie? Ein dreifacher Chromosomensatz - Embryonen sterben meist in frühen Phasen

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