Mikrobiologie und Genetik (Fach) / Klausurfragen (Lektion)

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• Welchen Vorgang katalysiert das Enzym Integrase des HI-Virus? --> Einbau viraler DNS-Stränge in die Chromosomen der Wirtszelle
• Welchen Vorgang katalysiert das Enzym RNaseH des HI-Virus? --> Entfernt RNA von DNA
• Babara McClintock erhielt den Nobelpreis für die Entdeckung der mobilen genetischen Elemente. Wie heißt der Fachausdruck dafür? Wie hat sie die beiden von ihr entdeckten mobilen genetischen Elemente aus dem Mais genannt (genaue Angaben der Namen)? Fachausdruck: Transposition/Transposons (Springende Gene) mob.gen. Elemente: Aktivator und Dissociation
• Bennen Sie zwei verschiedene Gründe für das Auftreten des Prader Willi-Syndroms - Mütterliche Gene sind durch genomic imprinting stillgelegt- Deletion eines Teils von Chromosom 15 des paternalen Chromosoms
• Erklären Sie die Begriffe: Pasteurisieren:10 min bei 80°C --> Abtöten von vegetativen Zellen, hitzestabile Endosporen bleiben lebensfähig Hitzesterilisation: 20 min bei 121°C 1 bar, Abtöten von Endosporen durch feuchte Hitze Tyridallisation: 30min bei 100°C, 3aufeinanderfolgende Tage, Sporen keimen zwischenzeitlich wieder aus
• Welche Mendel´sche Regel ist nicht allgemeingültig, und wann gilt sie nicht? --> das dritte Gesetz(Unabhängigkeitsregel) --> Bei gekoppelten Genen, da sie dann so dicht hintereinander liegen, dass sie nicht regelmäßig durch Crossing Over getrennt voneinander vererbt werden.
• Auf einem Chromosom untersuchen Sie Crossing-Over-Häufigkeit von drei Genen. Dabei beträgt die Crossing-Over-Häufigkeit zwischen Gen A und B 0,25 und die Crossing Over-Häufigkeit zwischen Gen B und C 0,2. Wie groß ist die Doppel Crossing Over Häufigkeit zwischen den Genen? 0,25 * 0,2= 0,05
• Benennen Sie ein Beispiel für eine autosomal, rezessive Erbkrankheit. Albinismus (dominant wäre z.B. Sichelzellanämie)
• Nennen Sie zwei funktionelle Komponenten des Plasmides pSK+. 1. Ori2. ampR = Ampicillinresistenzgen(3. Aplpha Peptid mit Schnittstellen für Endonukleasen)
• Was versteht man unter Polyploidie? Die Vervielfältigung des gesamten Chromosomensatzes--> Genommutation ( Allopolyploidie, Autopoliploidie)
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• Mit welcher Kreuzung hat Thomas Morgan die geschlechtschromosomalen Erbgänge entdeckt? Wie heißt die Mutante? --> Kreuzversuch mit drosophila melanogasterMutante: Yellow Mutation
• Nennen Sie drei Arten von Chromosomenmutationen. Deletion: Verlust Teil Chromosom Duplikation: Verdopplung DNA-FragmentTranslokation: UmlagerungInversion: Chromosomenabschnitt 180° gedreht
• Was versteht man unter Autopolyploidie? Die Vervielfachung des eigenen Chromosomensatzes- tritt bei der Genommutation auf und ist ein Unterpunkt der Polyploidie (Vervielfachung des gesamten Chromosomensatzes)- Organismus vervielfältigt also selbst den Chromosomensatz
• Nennen Sie drei Arten von Punktmutationen. Transition: Tausch von Purin/Pyrimidin gegen anderes Purin/PyrimidinTransversion: Tausch Purin gegen Pyrimidin + umgekehrtDeletion: Verlust von NukleotidenInsertion: Einfügen von Nukleotiden
• Was ist der Unterschied zwischen Sequenzidentität und Sequenzhomologie? Sequenzidentität Anteil der identischen Positionen zweier oder mehrerer Sequenzen.Ähnlichkeit beschreibt den Grad der Übereinstimmung der DNS- oder Proteinsequenzen (in % Identität)Sequenzhomologie homologe Sequenzen haben immer eine gemeinsame Abstammung
• Definieren Sie den Begriff Annotation. = Funktionelle Zuordnung aus experimentellen Befund und PC Vorhersage --> beschreibt Sequenz DNA. Bsp: genaue Lage von Exons/Introns(Eine auf Grund von Sequenzähnlichkeiten und typischen DNA-Elementen (mit Hilfe von PC) vorhergesagte Gensequenz. )
• Bennen Sie vier verschiedene Möglichkeiten zur Regulation der Genexpression bei Eukaryoten. - Mittels kleiner regulativer RNA- DNA-Methylierung und Chromatinmodifizierung - Promotersequenz- Enhancer und spezielle Transkriptionsfaktoren- Alternierendes Spleißen
• Bennen Sie eine Art der RNA-Prozessierung, die nur im Zellkern abläuft. --> Capping
• Warum kann die Bluterkrankheit auf einen Mann nur von seiner Mutter übertragen werden? Weil die Anlage der Bluterkrankheit auf dem X-Chrosmosomen liegt. 
• Welche drei Mutationstypen gibt es? ChromosomenmuationPunktmutationGenommutation
• Was haben Retroviren und Retrotransposonen gemeinsam? Reverse Transkriptase
• Welcher Mutations-Typ ist die partielle Trisomie 18? Welcher Trisomie 21? Genommutation --> Trisomie 21 (Aneuploidie, ganze Chromosomen 21 verdoppelt)Chromosomenmutation --> Trisomie 18 (Duplikation)
• Was ist Aneuploedie? Einzelne Chromosomenzahl erhöht/erniedrigt (s. Trisomie 21)
• Was unterscheidet Viroide von Viren? Viroide: - Einzelstrang-RNA- Keine Membranproteine- Kein Kapsid- Zirkulär mit komplexer Sekundärstruktur- Ohne Proteinhülle- Krankheitserreger insbesondere bei tripischen und sub-tropischen Pflanzen (Spindelknollensucht der Kartoffel, Citrus Exicortis Krankheit)Viren:- Einzel- und Doppel- DNA oder RNA- Kapsid und Membranproteine- Linear, zirkulär- Einzel- oder Doppelstrang- RNA-Genome fungieren direkt als mRNA
• Was unterscheidet Prionen grundsätzlich von Viren oder Viroiden? - Haben keine eigene DNS (keine Nukleotide) --> sind Proteine=Infektiöse Proteine
• Welchen Vorgang katalysiert das Enzym Transposase? Transposition = spiezielle Form der Rekombination. --> Transposon wird an andere Stelle im Genom versetzt oder eine weitere Kopie an anderer Stelle eingefügtUnter einer Transposase versteht man ein Enzym, welches seine eigene codierende DNA-Sequenz über die Endonuklease-Funktion mit umliegenden Bereichen herausschneiden (konservative Transposition) oder über Replikation kopieren (replikative Transposition) kann und anschließend in einen anderen DNA-Bereich wieder integrieren kann.
• Welche chemische Modifizierung spielt in der Epigenetik eine wesentliche Rolle? Histon-Methylierung an Lysin und Argininresten (Veränderung des Chromatins)--> Methylierung, Phosphorylierung
• Beispiel für epigenetische Krankheit: - Angelmann-Syndrom- Diabetes- Multiple Sklerose
• Nennen Sie zwei funktionelle Komponenten des Plasmides pSK+? 1) Ori2) Alpha-Peptid
• Was ist Epistasie? Bsp.: DiabetesEin Gen unterdrückt phänotypische Ausprägung eines anderen GensEin oder mehrere Allele eines Gens an einem Genort maskieren die Effekte eines oder mehrerer Allele eines anderen Gens an einem anderen Ort
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• Wie werden Plastiden bei den meisten Angiospermen vererbt? Uniparental maternal 
• Wie findet man mit klassischen Methoden der Genetik heraus, ob ein Organismus heterozygot oder homozygot ist? --> Kreuzung mit dem Wildtyp
• Welche Abweichung vom universellen Genetischen Code beobachtet man bei Mitochondrien von Pilzen und Tieren? --> Es gibt mehrere Codons für eine Aminosäure, deren Triplett vom universellen Code abweicht--> Diesen Umstand nennt man unvollständig degeneriert
• Beschreiben Sie in Stichpunkten den Vorgang der Konjugation bei E. coli 1) Herstellung eines direkten Zellkontakts zwischen zwei konjugierenden Bakterien durch einen Pilus2) Die Zellen werden durch aktive Vekürzung des Pilus in räumliche Nähe gebracht 3) Der DNA Austausch läuft ab
• Welche Barrieren müssen aufgebrochen werden, um genomische DNA aus E. coli zu isolieren? Wie wurde dabei im Kurs vorgegangen? 1) Lyse der Zellwand Enzym: Lysozym -> spaltet die Peptidoglykanschicht 2) Zerstörung der Cytoplasmamembran + Denaturierung der zellulären Proteine Detergenz: SDS 3) Sichtbarmachen der Nukleinsäuren durch PräzipitationZugabe von kaltem Isoprpanol (entzieht der DNA die Hydrathülle)
• Wie ist die bakterielle Geißel (Flagellum) aufgebaut? - Geißelhaken - Helikates Filament - Basalkörper mit Ringstruktur
• Wie sind die Ribosomen bei Prokaryoten aufgebaut? in 50 und 20S Untereinheiten
• Was heißt ‚peritrich begeißelt’? Nennen Sie ein Beispiel Viele Flagellen sind gleichmäßig über die Zelloberfläche verstreut.z.B. Escherichi coli
• Was ist eine ‚Shine-Dalgarno-Sequenz’? Die Shine-Dalgarno-Sequenz ist eine Sequenz der mRNA bei Prokaryoten, die als Teil der ribosomalen Bindungsstelle (RBS) von den Ribosomen erkannt wird und damit den Startpunkt der Translation markiert
• Was sind UTR-Regionen einer mRNA? Als untranslatierter Bereich – englisch untranslated region, abgekürzt UTR – wird in der Molekularbiologie ein Randbereich der mRNA bezeichnet, der nicht für das eigentliche Protein codiert.
• Was versteht man unter einem Helix-Turn-Helix Motiv und welche Funktion hat dieses? Das Helix-Turn-Helix-Motiv (HTH) ist ein Sekundärstrukturelement in Proteinen. Es ist Bestandteil von DNA-bindenden Proteinen mit sequenzspezifischer DNA-Bindedomäne und setzt sich aus zwei α-Helices zusammen, die durch eine β-Schleife (auch β-turn) verbunden sind.
• Was versteht man unter Quorum sensing? Benennen Sie zwei Beispiele / Prozesse bei denen Quorum sensing eine regulatorische Funktion aufweist. = Bakterielle Zell-Zell Kommunikation --> Feststellung von Handlungsfähigen Einheiten. z.B. Besiedlung von Oberflächen /Adhäsion an Oberflächen Sozialverhalten Eindringen in Wirtsorganismen Biofilmbildung
• Wie heißt der kleinste bekannte Prokaryot? Mycoplasma
• Was ist der TM-Wert? Warum sollten die zwei Primer einer PCR einen ähnlichen TM-Wert aufweisen? TM-Wert, gibt die Temperatur an, bei der die Hälfte einer doppelsträngigen DNA (Desoxyribonucleinsäuren) in den verknäuelten Einzelstrangzustand übergegangen ist. Dadurch kann der relative GC-Gehalt einer DNA bestimmt werden.
• Welche Reagenzien müssen in einem PCR-Reaktionsansatz vorhanden sein, damit die PCR gelingt? dNTP’sPrimer Taq-Polymerase DNA-TemplateMGCl2
• Was bezeichnet man als Endotoxin? - Bestandteile der äußeren Membran --> Freisetzung der Lyse der Bakterien- wirkt als Antigen auf das Immunsystem; hitzestabil- bewirkt Fieber & Durchfall
• Wie ändert E. Coli die Fettsäurezusammensetzung der Cytoplasmamembran bei Erhöhung der Wachstumstemperatur von 10°C auf 40°C? Begründung? E.coli verändert den Anteil von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren in der Membran--> mehr gesättigte Fettsäuren--> weniger ungesättigte Fettsäuren (da gesättigte Fettsäuren einen höheren Schmelzpunkt und daher eine geringe Fluidität besitzen) --> Auf diese Weise kann E.coli der durch Temperaturerhöhung versursachten erhöhten Fluidität und der daraus resultierenden zu flüssigen Membran entgegenwirken                               40°C - 10°CPalmitinsäure        18% auf 48%Ölsäure                 38% auf 12%Palmiloeinsäure    26% auf 9%
• Beschreiben Sie das Prinzip der Gram-Färbung. Welcher Unterschied im Aufbau von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien wird für die Differenzierung ausgenutzt? Durch welche Chemikalie wird die Differenzierung erreicht? 1. Hitzefixierung2. Kristallviolettfärbung3. Bindung eines wasserunlöslichen Lackes4. Differenzierung mit 96% Ethanol5. Gegenfärbung mit Safranin (Gram negativ = farblos, Gram positiv bleibt violett)Unterschied: Peptidoglycanschicht aus Murein ist:- bei Gram positiven Bakterien bis zu 40 Schichten dick-->Permeationsbarriere --> bleibt gefärbt- bei Gram negativen Bakterien nur 1-2 Schichten--> keine Permeationsbarriere --> farblosChemikalie: 96% Ethanol (dehydratisiert)
• Welche Unterschiede im Aufbau von Gram positiven und Gram negativen Bakterien sind Grundlage für die Gram Färbung? Welche Funktion hat die Behandlung mit Alkohol (96%) bei der Gram-Färbung zur Differenzierung von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien? Gram-positive Bakterien --> dicke Peptidoglycanschicht aus Murein (bis zu 40 Schichten)Gram-negative Bakterien --> nur 1-2 Schichten- Ethanol kann nicht in Gram + Zellen hinein (96%)- für die Desinfektion wird 70 % Ethanol verwendet, dieser tötet Gram positive + negative ab- Ethanol verdichtet die Mureinschicht durch Dehydration, sodass bei Gram + (40 Schichten) eine Permeationsbarriere für Farbstoff entsteht und die Zellen gefäbrt bleiben- Gram negative Bakterien haben nur 1-2 Schichten, daher keine Permeationsbarriere. Zellen entfärben sich
• Nennen Sie jeweils ein Gram + und ein Gram- Bakterium. Gram+ - Bactillus Subtilis- Rhodococcus (Milchsäurebakterien)Gram - - E.Coli- Enterobacter- Pseudomonas- Cyanobakterien

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