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• Gen Abschnitt auf DNA, der die Information zur Synthese einer kodierenden mRNA (Herstellung Protein) oder nicht-kodierende RNAs (tRNA, rRNA, sRNA) trägt
• Operon mehrere Strukturgene in einer Transkriptionseinheit, die gemeinsam exprimiert und reguliert werden. Bilden eine polycistronische mRNA
• Stopp-Codon auch Nonsense-Codon genannt, besitzt keine tRNA → führt zu Strangabbruch in der Translation und Beendigung der Proteinsynthese
• Terminator: DNA-Sequenz, die das Ende eines Gens oder Operons markiert (z.B. Stem-Loop & Poly-U-Sequenz), führt zur Beendigung der Transkription  
• Promotor: eine DNA Nukleotid-Sequenz, die die regulierte Expression eines Gens ermöglicht; essentieller Bestandteil eines Gens; liegt am 5'-Ende des Gens und somit vor dem codierenden Bereich. Wichtigste Eigenschaft = spezifische WW mit bestimmten DNA-bindenden Proteinen (RNA-Pol, Sigma-Faktoren), welche den Start der Transkription induzieren; Pribnow-Box (TATA-Box), -35er Sequenz
• Operator: ein Abschnitt auf dem Operon in der Nähe oder innerhalb des Promotors, an den ein Regulatorprotein (Repressor oder Aktivator) binden kann. Somit kann die Affinität des Promotors zur RNA-Pol verringert bzw. erhöht werden → Regulation der Transkription im Operon Promotor liegt vor dem Operator und ist Startplatz für die RNA-Polymerase, bindet ein Repressor an den Operator, wird  der Promotor zumindest teilweise verdeckt, sodass die RNA-Polymerase nicht mehr binden kann. Die Transkription ist gehemmt. Operatoren finden sich nur bei Prokaryoten, nicht bei Eukaryoten  
• mRNA Die mRNA (messenger oder Boten RNA) enthält alle Informationen zum Aufbau eines Proteins. Diese Information wird im Verlauf der Translation umgesetzt, um das entsprechende Protein zu synthetisieren. Es kodieren jeweils drei aufeinanderfolgende Nukleotide der mRNA (Basentriplett, Codons) eine bestimmte Aminosäure. Die mRNA wird in 5'-3' Richtung synthetisiert und abgelesen
• Startcodon Die Translation beginnt mit einem Startcodon (i.d.R. ATG/AUG für Methionin). Es gibt auch alternative Startcodons. CUG und UUG sowie GUG und AUU in Prokaryoten, funktionieren ebenfalls, allerdings mit wesentlich geringerer Effizienz.
• Strukturgen: generelle Bezeichnung für Gene, deren Genprodukte (Proteine oder RNA) keine regulatorischen Aufgaben bei der Genexpression haben. Sie kodieren stattdessen i.d.R. Für Strukturproteine und Enzyme.
• Was ist ein Plasmid? Zählen sie fünf typische Eigenschaften von Plasmiden auf. Plasmide sind genetische Elemente, die unabhängig vom Chromosom existieren und replizieren. Man findet sie im Cytoplasma und nicht im Nucleoid. •        Oft ringförmige DNA-Elemente •        idR doppelsträngige DNA •        Größe variiert von 1000 bis 100 000 Bp •        1-100 Kopien eines bestimmten Plasmids pro Zelle •        Replikation 10x schneller als Chromosom •        bieten Selektionsvorteile für ihre Wirte in bestimmten Lebensräumen •        wichtige Werkzeuge in Gentechnik/Molekularbiologie
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• Welche Enzyme können die Superhelikalität verändern, welche davon brauchen Energie und was ist ihr Energieträger? Topoisomerase 1 (ssDNA Brüche, überspiralisiert die DNA positiv, ATP-unabhängig) Topoisomerase 2 (=Gyrase, dsDNA Brüche, überspiralisiert die DNA negativ, ATP-abhängig)
• 6. Definieren sie die Begriffe Linking number, positive und negative Superhelikalität, Topoisomere Linking number: Zahl der Kreuzungspunkte bzw. Windungen in der DNA-Doppelhelix, α0 linking number für den entspannten Zustand  Linking number α>α0 positive Superhelikalität = Überwindung Linking number α<α0 negative Superhelikalität = Unterwindung  Topoisomere: Beschrieben für supercoiled zirkuläre DNA, haben gleichen chemischen Aufbau unterscheiden sich nur in der Geometrie der Doppelhelix (hier durch Verdrillung)  
• 7. Geben sie typische Eigenschaften von (1)konjugativen Plasmiden und von (2) Resistenzplasmiden an F-Plasmide: Fertilitätsplasmide •        besitzen eine tra- Region (Konjugationsfunktionen) •        können inChromosom integrieren: Hfr-Stämme (high frequency of recombination) •        tragen Insertionssequenzen und Transposons   R-Plamside: Resistenzplasmide •        besitzen eine tra Region (Konjugationsfunktionen) •        vermitteln Resistenzen gegen Antibiotika und Schwermetalle
• Mutation: eine spez. DNA-Sequenzänderung im Genom
• Cistron eine Erweiterung des Gen-Begriffes, beschreibt eine genetische Einheit, die nicht weiter unterteilbar ist. Bei der Kombination von Genen im diploiden Zustand (auf zwei Chromosomen), darf bei Mutation beider Gene keine Restaurierung des Phänotyps mehr stattfinden.
• Reversion: : Zweite Mutation an Stelle der ersten Mutation stellt Genotyp des Wildtyps wieder her. Die entstandene Mutante ist eine echte Revertante  
• Supression: Zweite Mutation an anderer Stelle als die erste Mutation stellt Phänotyp des Wildtyps wieder her.             Intragenisch: zweite Mutation im selben Gen, in dem die erste Mutation liegt, kann         z.b. Leseraster wieder herstellen.               Intergenisch: zweite Mutation in anderem Gen als die erste Mutation  
• Auxotrophie: Organismen/Mutanten sind auxotroph, wenn sie bestimmte, essentielle Substanzen nicht selbständig synthetisieren können und diese Substanzen dem Medium zugesetzt werden müssen.
• Transition: : Austausch einer Purinbase gegen eine andere Purinbase bzw. eine Pyrimidinbase gegen eine andere Pyrimidinbase: A ↔ G bzw. T ↔ C
• Transversion Austausch einer Purinbase gegen eine Pyrimidinbase oder umgekehrt. A/G ↔ T/C
• Deletion Verlust von Basen
• Insertion: Einschübe von Basen
• Leserasterwechsel =Rasterschub = frame shift Mutation: Verlust oder Einschub von 1 o. 2 Basen führt zu einer Verschiebung des Leseraster und damit zu einer völlig veränderten Proteinsequenz
• Proof-reading: 3'-5'- Exonuclease Aktivität bei vielen DNA-Polymerasen korrigiert mögliche Fehler sofort nach dem Einbau
• Mismatch-Reparatur: Reparaturweg über MutH, MutL, MutS, Helicase, DNA-Pol, Ligase,...
• Basen-Exzisionsreparatur: Reparaturweg über Uracil DNA-Glycosylase, AP-Endonuklease, dRPase (Desoxyribophospho-Diesterase), DNA-Pol, Ligase Photo-Reaktivierung: Reparatur von Pyrimidin-Dimeren durch Photolyase
• Nucleotid-Exzisionsreparatur: Reparatur von Pyrimidin-Dimeren durch UvrA, UvrB, UvrC uvrD, MfD und DNA-Pol...
• Rekombinative Reparatur: Reparatur von Pyrimidin-Dimeren durch RecA-abhängigen Rekombinationssignalweg.
• SOS-Antwort: allg. Reaktion der Zelle auf DNA-Schäden (über LexA, RecA). Schnell-Reparatur durch Anschalten der DNA-Reparaturgene UvrA und UmuD
• Fehlerraten bei der DNA-Sythese: In Lsg: 10 hoch -2, aus TD der Bp DNA-Polymerase: durch proof reading 10 hoch -5 Mismatch Repair: repariert 999 von 1000 Ereignissen = 10 hoch -3 in vivo: 10 hoch -8 - 10 hoch -11
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• 13. Beschreiben sie 3 verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung von Mutationen in E.coli Bakterien. Basenanaloge (durch 5-Bromuracil, wird eingebaut wie T, gelegentliche Falschpaarung mit G)  Chemikalien, die mit der DNA reagieren (Alkylierende Wirkstoffe (Ethylmethansulfonat) fügt Methyl an G an, Falschpaarung mit T)(Interkalative Farbstoffe (Acridin) einfügen zwischen zwei Basenpaaren → Mikroeinschübe oder mikrodeletionen)  Strahlung (durch UV, Bildung von Pyrimidindimeren → Fehler oder Deletion)
• Geben sie 3 Mutationen in einem Strukturgen an, die mit großer Wahrscheinlichkeit zu einem neuen Phänotyp führen. Punktmutation: Unterscheidung von Punktmutationen nach Art der Veränderung von Codons (1.,2. oder 3. Stelle)  Segmentmutationen: größere Deletionen, Insertionen, Inversionen und Duplikationen von längeren DNA Sequenzen sind umfangreichere Veränderungen, bei denen in der Regel keine Rückmutation stattfindet  Spontane Leserastermutationen: Lücken, die bei der Replikation, der Rekombination oder der Reparatur auftreten können führen zur Verschiebung des Leserasters ( 2 Varianten: 1. Stem-Loop Bildung im oberen Strang → Deletion im unteren Strang von 4 Bp; 2. Stem-Loop Bildung im unteren Strang → Auffüllen der Lücken durch Reparatur-Synthese kommt es zur Addition von 2 Bp)
• Was sind die sog. AP-Stellen Fehlende Basen = A=P Stellen Apurin- oder Apyrimidin-Stellen werden als AP-Stellen bezeichnet, erzeugt durch DNA-Glycosylase
• Was verstehen wir unter der A-Regel? Bei der Replikation baut die DNA-Polymerase gegenüber AP-Stellen bevorzugt Adein-Nucleotide ein.
• Geben sie das Prinzip des Fluktuationstests an und was durch ihn bestimmt wird. Test zur Bestimmung von Mutationen in Bakterien → Resistenzbildung von Bakterien ggü Bakteriophagen Ablauf Experiment: •        10 Kulturen mit immer gleicher Zellzahl werden angesetzt •        Selektion mit Phagen •        Zellzahlbestimmung auf Platten Hauptaussagen des Experiments: •        Die meisten Mutationen entstehen zufällig, spontan und ungerichtet •        Selektion begünstigt solche Mutanten, die  unter Umweltbedingungen einen Vorteil gegenüber Nicht-Mutanten oder anderen Mutanten haben  Fluktuation = andauernde Veränderung von Gegebenheiten/Zuständen
• Schildern sie, wie es durch UV-Bestrahlung zu Mutation kommen kann •        UV-Schäden an der DNA treten gehäuft an benachhbarten Pyrimidinresten auf (Bsp- Thymin-Dimere, Thymin-Cytosin(6,4) Produkt) •        diese „verzerren“ die DNA-Helixstruktur Reparaturmechanismen bei UV-Schäden •        Nucloitid-Exzision •        rekombinative Reparatur •        Photoreaktivierung
• 22. Geben sie 5 'Strukturen an, die zum T4 Phagenpartikel gehören Im Kopf: DNA, Proteine, Hülle Schwanz mit Kragen, inneres Schwanzrohr, Schwanzhülle, Endplatte, Schwanzfaser, Spikes
• Geben sie 5 Stadien eines kompletten Infektionszyklus eines lytischen Phagen an  BindungInjektionvirale DNA wird repliziert    3. Virale DNA wird in WirtsDNA integriertHüllproteine strukturiert und Virus aufgebaut    4. Zellteilung (dann 4. und 5.)Lyse
• Beschrieben sie die sog. Einstufenwachstumskurve von Phagen Eclipse: Trennung der Nucleinsäure von Proteinhülle, Infektionsvermögen verschwindet  Reifung: Verpackung neu synthetisierter Nucleinsäure-Moleküle in neu synthetisiere Proteinhüll-Moleküle  Dauer der Virusreplikation: 20-60 min
• Vertikaler Gentransfer klassische Vererbung von einer Elterngeneration auf die direkten Nachkommen, entweder mit Mendel'scher Vererbung oder mit phänotypischer Konstanz  
• Horizontaler Gentransfer Weitergabe von genetischem Material über Artgrenzen hinweg. Keine phänotypische Konstanz, sondern sprunghafte Veränderung von Eigenschaften.
• Lateraler Gentransfer betrifft den Austausch von genetischem Material zwischen unterschiedlichen Organismen desselben Reiches.  
• 28. Beschreiben sie 3 bedeutende horizontale DNA-Transferereignisse von Bakterien in Eukaryoten, die für die Evolution bedeutsam sind. Endosymbionten: Mitochondrien aus α purples und Chloroplasten aus Cyanobakterien Agrobakterien in höheren Pflanzen Bartonellen in Säugetierzellen
• 30. Benennen sie die 3 Hauptmöglichkeiten der aktiven Übertragung von DNA in Bakterien und geben sie den Übertragungsweg an. •        Transformation → freie DNA •        Transduktion → Phagen-vermittelt •        Konjugation → „sexuell“, Plasmid-vermittelt, Pilus
• 31. Welche 3 grundlegenden Möglichkeiten haben Bakterien, ihre DNA in die extrazelluläre Umgebung freizusetzen? •        Passive Freisetzung von DNA aus Bakterien, die abgestorben sind •        aktive Freisetzung von DNA aus Bakterien (Streptococcus pneumoniae), vermittelt durch sog. „Brudermord“, Kompetente Bakterien exprimieren Mureinhydrolasen, die nicht-kompetente Zellen lysieren können und damit deren DNA freisetzen, die sie dann aufnehmen •        aktive Freisetzung von DNA aus Bakterien, vermittelt durch ein Typ 4-Sekretionssystem (z.B. in Neisseria gonorrhoeae)

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