Genetik (Fach) / Genetik Mündlich (Lektion)
- Versuch zur 1. Transformation → Griffith Arbeit mit Bakterienstämmen von Pneumococcus pneumoniae: S-Stamm: von Polysaccharidkapsel umgeben, virulent → führen bei Mäusen zum Tod R-Stamm: ohne Kapsel, avirulent → ...
- Definition Transformation Transformation = Aufnahme von genetischem Material direkt aus dem umgebenden Medium
- Versuch zur Identifikation des genetischen Materials ... → Avery, McLeod, McCarty Die Forscher setzten die Arbeit mit P. pneumoniae fort und wollten herausfinden, was das „transformierende Prinzip“ war: aus dem Zellextrakt des S-Stamms wurden nacheinander ...
- Vermehrungszyklus eines Phagen Phage heftet sich an die OF einer Wirtszelle an Injektion von Phagen-DNA in die Wirtszelle Bildung von Phagenenzymen → Auflösung der Bakterien-DNA → Bildung von Phagenbestandteilen ...
- Hershey-Case-Experiment T2-Phagen wurden mit radioaktiven Stoffen markiert: Gruppe 1: Markierung mit 32 P → markiert die Phagen-DNA radioaktiv Gruppe 2: Markierung mit 35 S → markiert die Proteinhülle der Phagen ...
- Grobe Übersicht über den Aufbau der DNA Grundeinheiten der DNA: Nukleotide mehrere Nukleotide bilden einen Strang → Verbindung durch Phosphodiesterbindungen 2 komplementäre Stränge bilden eine Doppelhelix Doppelhelix und ...
- Bestandteile eines Nukleotids Nukleotid = Stickstoffbase + Pentosezucker + Phosphatrest
- Stickstoffbasen Purinbasen Adenin Guanin Pyrimidinbasen Cytosin Thymin Uracil
- Bildung eines Nukleotids Ausgangsprodukte: Phosphorsäure Pentosezucker (Ribose oder Desoxyribose) Base Der Phosphatrest wird meistens ans C5-Atom des Zuckers gebunden. Die Base wird immer ans C1-Atom des Zuckers ...
- Nomenklatur von Nukleotiden Nukleosid = Pentosezucker + Stickstoffbase Nukleotid = Pentosezucker + Stickstoffbase + Phosphatrest Nukleotide können mehrere Phosphatreste tragen: Nukleotide mit einem Phosphatrest = Nukleosidmonophosphat ...
- Tabelle Nomenklatur Nukleoside und Nukleotide Base Nukleosid mit Ribose Nucleosid mit Desoxyribose Nukleotid Adenin Adenosin 2-Desoxyadenosin (2-Desoxy)- Adenosin-5-Phosphat Thymin - 2-Desoxythymidin ...
- Bildung eines Nukleotidstrangs Die Nukleotide werden durch eine 3'5' Phosphodiesterbindung miteinander verknüpft, d.h. die Bindung entsteht zwischen Phosphatgruppe, die sich am C5 Atom der Pentose des einen Nukleotids befindet ...
- Basenpaarungen in der DNA Immer 2 Basen sind komplementär zueinander und über Wasserstoffbrücken-bindungen miteinander verknüpft: Adenin + Thymin (2 Wasserstoffbrückenbindungen) Adenin + Uracil (2 Wasserstoffbrückenbindungen) ...
- Aufbau des DNA-Doppelstrangs DNA setzt sich aus 2 Nukleotidsträngen zusammen, die um eine zentrale Achse gewunden sind an der Außenseite befindet sich das „Phosphat-Desoxyribose-Rückgrat“ Basen befinden sich auf ...
- Gründe für die Stabilität der DNA Gesamtheit der Wasserstoffbrückenbindungen → einzelne Bindungen sind zwar schwach, aber die Gesamtheit ist deutlich stabiler antiparallele Laufrichtung der Stränge Anordnung der Nukleotidbestandteile ...
- Konformationen der DNA Die physiologisch vorliegende Konformation ist die B-DNA → zu finden in wässrigem Medium mit geringem Salzgehalt. Darüber hinaus gibt es noch: A-DNA: kompakter als B-DNA → in dehydratisiertem ...
- Vergleich von eukaryotischem und prokaryotischem Genom ... Prokaryotisches Genom Eukaryotisches Genom 1 einziges Chromosom ringförmig in direktem Kontakt zum Cytoplasma mehrere Chromosomen linear im Zellkern manchmal auch mehrere ...
- Linking number → gibt die Anzahl an vollständigen Windungen in einem DNA-Molekül an Beispiel: E.coli hat 2100 Basenpaare → 10,5 Basenpaare pro Windung → 200 Windungen → Lk = 200 Durch positive Überdrehungen ...
- Topoisomere Moleküle, die eine unterschiedliche Lk aufweisen, aber ansonsten identisch sind
- Nachweis von Supercoils → Agarosegelelektrophorese Überspiralisierte DNA wandert schneller als relaxierte DNA:
- Topoisomerasen = Enzyme, die die Lk erhöhen oder herabsetzen Topoisomerase Typ I → führt einen Einzelstrangbruch herbei → verändert die Lk in Schritten von +/- 1 → meistens wirkt sie entspannend ...
- Wichtige Regionen auf eukaryotischen Chromosomen Telomer = Chromosomenende mehrere Origins of replication Centromer = Spindelfaseransatzstelle Gene befinden sich zwischen Telomeren und Centromeren
- Unterschiede im Genom von höheren und niederen Eukaryoten ... Höhere Eukaryoten (z.B. Pflanzen, Säuger) lange Gene viele Introns Niedere Eukaryoten (z.B. Hefe) kurze Gene wenig Introns
- Repetetive Sequenzen = DNA-Sequenzen, die in zahlreichen Wiederholungen im Genom vorkommen entweder über das gesamte Genom verteilt oder tandemartig hintereinander geschalten Man kann unterscheiden: Hoch repetetive ...
- Aufbau des Chromatinfadens Nukleosom = DNA Doppelstrang, der um ein Histonprotein gewunden ist umfasst 146 Basenpaare entspricht 1,75 Windungen Linker-Region = Verbindung zwischen 2 Nukleosomen umfasst 160 – ...
- Histonproteine basisch positiv geladen (viel Lysin und Arginin) können daher an die negativ geladenen Phosphatreste der DNA binden Man unterscheidet: H1: leitet die linker-Region ein ermöglicht ...
- Strukturebenen eukayrotischer Chromosomen Primärstruktur Chromatinfaden (Durchmesser 11 nm) Sekundärstruktur Solenoidstruktur (mehrere Nukleosomen liegen eng zusammen spiralisiert vor; Gerüstproteine zur Stabilisierung) ...
- Semikonservativer Replikationsmechanismus Watson & Crick schlagen aufgrund der Struktur der DNA einen Mechanismus der Replikation vor, bei dem sich der Doppelstrang in die Einzelstränge aufteilt und jeder Einzelstrang als Matrize für die ...
- Beweis der semikonservativen Replikation Meselson-Stahl-Experiment: E. Coli wuchsen in einem Nährmedium mit einem schweren Stickstoffisotop. Nach einiger Zeit enthielten alle Basen der Zellkolonie das schwere Isotop → DNA ist schwer ...
- Alternative Replikationsmechanismen Konservativer Replikationsmechanismus der Doppelstrang spaltet sich in die Einzelstränge auf und jeder Strang dient als Matrize für einen Komplementärstrang anschließend setzen sich aber ...
- Übersicht über die Hauptphasen der Replikation Initiation: Beginn der Replikation am Origin of Replication Elongation: bidirektionales Voranschreiten der DNA-Synthese Termination: Beenden der Replikation
- Aufbau des OriC Der OriC hat 3 wichtige Bereiche für den Beginn der Replikation: AT-reiche Regionen (lassen sich wegen nur 2 vorhandenen Wasserstoffbrückenbindungen leichter aufschmelzen) DnaA-Boxen GATC-Methylierungsstellen ...
- Erste Schritte der Replikation bei E.coli Den ersten Schritt der Replikation bildet dann das Initiatiorprotein DnaA: Es bindet an spezielle Bindungsstellen (DnaA-Boxen) am OriC mehrere Initiatorproteine binden an DnaA-Boxen und bilden ...
- Entwindung und Öffnung der DNA bei der Replikation ... Damit es zur Replikation kommen kann, müssen die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basenpaaren aufgeschmolzen werden → durch das Enzym Helicase (DnaB) → Helikase liegt in ...
- Definition und Aufbau Primer Damit die Replikation durch die DNA-Polymerase beginnen kann (s.u.), muss ein bestimmter Anfangsstrang vorhanden sein, an den die Polymerase weitere Enzyme anhängt: der Primer RNA-Abschnitt ...
- Aufgaben der DNA-Polymerase Polymerasefunktion: Verknüpfung von Nukleotiden zu längeren Ketten → dadurch Synthese des komplementären Strangs (siehe voheriges Kapitel) → in 5' zu 3' Richtung (Nukleotide werden ans ...
- Voraussetzung für die Arbeit von DNA-Polymerase Vorhandensein aller 4 Nukleotide Vorhandensein von Matrizen-DNA Vorhandensein eines 3' Endes
- Arten von DNA-Polymerase bei Bakterien DNA-Polymerase I besteht aus einer Untereinheit übernimmt hptsl. Reparaturarbeiten (Exonukleasefunktion und Proofreading) aber auch Polymerasefunktion Ersetzung des Primers DNA-Polymerase ...
- Aufbau von DNA-Polymerase III DNA-Polymerase III ist ein Holoenzym: Verbindung des Proteinanteils eines Enzyms mit einem Cofaktor, der selbst kein Protein ist (hier: Magnesium) Es handelt sich um ein Dimer mit 10 verschiedenen ...
- Was versteht man unter bidirektionaler DNA-Synthese? ... Bei der Replikation werden beide Matrizenstränge gleichzeitig ergänzt. ABER: Polymerase arbeitet nur in 5' zu 3' Richtung und nur ein Matrizenstrang hat ein freies 3' Ende → Nur ein Strang ...
- Was ist das Primosom? = Initiationskomplex für den Folgestrang → läuft im Folgestrang der DNA-Polymerase voraus und bildet die Primer für die Okazaki-Fragmente
- Was ist das Replisom? = Elongationskomplex, bestehend aus DNA-Polymerase III clamploader und clamps Helikase Primasen am Folgestrang Durch das Replisom werden beide Replikationsgabeln koordiniert!
- Genauigkeit der Replikation ohne Korrekturfunktion: 1 Fehler alle 104 – 105 Nukleotide mit Proofreading: 1 Fehler alle 106 – 107 Nukleotide mit mismatch-Reparatur ( = Postreplikationsreparatur): 1 Fehler alle 109 ...
- Replikon = Replikationseinheit, die durch einen Origin of Replication koordiniert wird → bei Prokaryoten ist das ganze Chromosom ein Replikon, da sie nur einen oriC besitzen!
- Termination der Replikation bei Prokaryoten Irgendwann nähern sich die beiden Replikationsgabeln auf dem Ringchromosom einander an. Links und rechts vom theoretischen Treffpunkt finden sich die Terminationssequenzen T1 und T2. T1 besteht ...
- Catenate = ineinander verkettete DNA-Ringe am Ende der Replikation → eine Verteilung auf die Tochterzellen ist so nicht möglich → Trennung durch Topoisomerase II
- Eukaryotischer Zellzyklus Interphase: Neubildung der Zweichromatidchromosomen → G1-Phase → S-Phase → G2-Phase Mitose: Verteilung der Chromosomen
- Phasen der Mitose Prophase Chromosomen verkürzen sich Ausbildung eines Spindelfaserapparats Kernmembran und Kernkörperchen lösen sich auf Metaphase Chromosomen sind maximal verkürzt Chromosomen ...
- Replikons bei Eukaryoten Auf jedem Chromosom gibt es mehrere Replikationsursprünge und daher auch mehrere Replikons Replikons werden nicht gleichzeitig repliziert, sondern nach einem bestimmten zeitlichen Muster durch ...
- DNA-Polymerasen bei Eukaryoten alpha-Polymerase → bildet den Primer (Primasefunktion) beta-Polymerase → hptsl. Reparatur gamma-Polymerase → in Plastiden und Mitochondrien delta-Polymerase → Replikation des Folgestrangs ...