Dammann Flashcards
DNA Verpackung
Basenpaare 2 nm–> DNA Doppelstrang –>
Histonproteine umwickeln DNA –> Nukleosom 10nm
–> aneinanderlagen der Nukleosome, anordnung zu Schleifen
–> Histone 30 nm
Chromosom aus Chromatin
nasenpaare DNA Doppelstrang Histone aus Chromatiden Chromosom mit Telomer und Zentromer liegen im Nukleus der Zelle
Gen mit Promoter
Ein Promotor ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Expression eines Gens reguliert
Karyogramm
Darstellung gesamter Chromosomen + Geschlechtschromosome
Frau 46 XX
Mann 46 XY
Trisomie 21 : 47,XY,+21
Karyotyp
Gesamtheit aller Chromosomen in der Metaphase einer Zelle
fast jede Zelle besitzt 46 Chromosomen:
-22 Autosomenpaare und 2 Geschlechtschromosmen
Allele
unterschiedliche Varianten einer Gens, die homozygot, heterozygot oder hemizygot ausgeprägt werden kann
Jedes Gen 2 Kopien
- > 2 gleiche= homozygot
- > 2 untersch. = heterozygot
hemizygot: im diploiden Organismus liegt kein Allelpaar vor –> Männer XY
wieviele Gene Humane Genom?
wieviele Basenpaare?
25000
3 Mrd
Strukturelle Chromosomenaberrationen
-Deletation (löschen)
-Duplikation (verdoppeln)
-Inversion (234–>432)
-reziproke Translokation
(AB CDE–> 123 CDE ; 12345–> AB456)
Genmutation
Substitution (Punktmutation):
statt T-A –> C-G
–> unterteilt in Transition / Transversion
-Transversion:
Pyrimidinbase gegen eine Purinbase ausgetauscht wird oder umgekehrt
-Transition:
Purinbase gegen eine Purinbase, oder eine Pyrimidinbase gegen eine Pyrimidinbase ausgetauscht
Deletion:
einfach was rausgelöscht
Insertion:
was eingefügt
DNA Reperatur
DNA-Mismatch Bps.: C-A
- Erkennen des Mismatch durch Reperatursystem
- > Proteinkomplex des humanen DNA-Reperatursystems - Exzision des Mismatch und Abbau
- > durch Exonukleasen - Erneute DNA-Synthese
- -> durch DNA-Polymerase
Zusammenfassend
nummerische Chromosomenaberrationen:
strukturelle Chromosomenaberration
Schäden oder Fehlpaarung über was korrigiert?
Genmutationen als Ändrung der DNA-Basensequenz Abfolge:
Genetische Varianten werden auch häufig als was bezeichnet ?
- nummerische Chromosomenaberrationen : Aneuploidie
- über verschiedene DNA-Reperatursysteme korrigiert
- Substitution, Deletion, Insertion
- auch als SNP Single Nucleotid Polymorphims bezeichnet
DNA Methylierung
wichtigste epigenetische Veränderung in Genregulation eingesetzt
CpG Inseln häufog in Promotor Regionen: methyliert–> dann wird nicht mehr exprimiert
Histonmodifikation
Heterochromatin
Eurchromatin
eng gepacktes Chromatik–> Hemmung der Transkription
offenes Chromatin–> Aktivierung der Transkription
Epigenetik:
befasst sich mit Mechanismen der Vererbung die unabhängig von der Basenabfolge sind
was induziert ein geschlossenes Chromatin?
–> Heterochromatin induziert durch: DNA Methylierung und Histondeacetylierung
=> hemmt die Transkription
was induziert ein offenes Chromatin ?
–> Euchromatin induziert durch Histonacetylierung und Hypomethylierung der DNA
=> Aktivierung der Transkription
Imprinting
Imprinting Mutation =
Abhängigkeit der Genaktivität von paternaler oder maternaler Vererbung
Aberrante DNA-Methylierung
Tumor assoziierte Gene
genetische Veränderung führt zu?
epigenetische Veränderung führt zu ?
genetische Veränderung:
- Mutation (z.B.: Translokation)
- Verlust
- Amplifikation (Vermehrung von DNA-Abschnitten)
epigenetische Veränderung:
Promotor Hypermethylierung
Dominante Mutation im p53 Gen
- Tumorsuppressor und stellt eine der wichtigsten Kontrollinstanzen für das Zellwachstum
- Unfähigkeit des Körpers, gegen eine Zellentartung frühzeitig vorzugehen und ein malignes Wachstum zu verhindern
sporadisch Tumoren: 50% Mutaton von p53
Tumore
weisen progressive genetische oder epigenetische Veränderungen an ihrer Entstehung auf
Onkogene
aktivieren das Zellwachstum und die maligne (bösartige) Entartung
wirken dominant
Tumorsuppressoren
hemmen Zellwachstum und induzieren Zelltod
bremsen maligne Transformation
-wirken rezessiv: die zwei Hit Hypothese beschreibt den Funktionsverlust beider Allele während der erblichen und sponatnen Tumorentstehung
Penetranz
beschreibt Wahrscheinlichkeit mit der eine Erkrankung zum Ausbruch kommt, wenn eine erbliche Plädisposition (ausgeprägte Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten) erfolgt
Autosomal dominanter Erbgang
50 % Risiko zu erkanken unabhängig von Geschlecht
Autosomal rezessiver Erbgang
25 % Risiko zu erkranken Unabhängig von Geschlecht
Populationsgenetik
Gendrift
was wirkt sich auf die Genfrequenz aus ?
Hardy-Weinberg-Äquilibrium
Häufigkeit von Merkmalsausprägungen (Allelfrequenzen ) im Genpool von Populationen
zufällige Veränderungen der Allelfrequenz bezeichnet
Migration und Selektion
die Verteilung von Allelfrequenzen unterliegt nach Hardy-Weinberg-Äquilibrium einer Gesetzmäßigkeit
Hardy-Weinberg-Äquilibrium
Bestimmung Häufigkeiten dominant rezessiv vererbter Genotypen beim diploiden Chromosomensatz
Multifaktorielle Vererbung
Charakter ?
Schwellenwert?
bezeichnet die Krankheitsentstehung in Abhängigkeit von einem komplexen Zusammenspiel einer Vielzahl von verschiedener Gene und Umwelteinflüsse
multifaktoriell vererbet können qualitativen oder quantitativen Charakter haben
stellt eine Grenze hinsichtlich der Anzahl von Genen und exogenen Faktoren dar, die notwendig sind damit Erkrankungen entstehen
Methoden der Gentechnick
Chromosomenpräparation (Chromosomenanalyse dient Nachweis nummerischer und truktureller Chromosomenaberrationen
)
Pränatale Diagnostik
Molekularbiologische Methoden
DNA Isolation PCR Restriktionsenzyme Gelelektrophorese => Restriktionslängenpolymorphismus (RFLP)
DNA-Sequenzierung
Hochdrucksatz-Sequenziertechniken (NGS)
RFLP-Analyse
Restriktionslängenpolymorphismus
Der Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus beschreibt die Tatsache, dass genomische DNA verschiedener Individuen unterschiedliche Schnittstellen für Restriktionsenzyme aufweist. Diese Eigenschaft macht man sich z.B. bei Vaterschaftstests oder forensischen Anwendungen zunutze.
Methode: Zuerst Restriktionsanalyse, dann Gelelektrophorese
Bestimmte Abschnitte der DNA werden mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) amplifiziert, die DNA wird mit einem geeigneten Restriktionsenzym verdaut und die entstandenen Fragmente werden anschließend mittels Gelelektrophorese aufgetrennt. Das entstehende Bandenmuster ist individuell verschieden.
Beispiele: Vaterschaftstest, Mutationsnachweis bei Sichelzellanämie
Nummerische Chromosomenaberrationen
Autosomale Aneuplodie:
alle Chromosomen ohne Geschlechtschromosomen
Gonosomale Aneuploidie:
Geschlechtschromosomen
Pätau-Syndrom: Trisomie 13 (1:10.000)
Edwards-Syndrom: Trisomie 18 (1:6000)
Down-Syndrom: Trisomie 21 (1:1000 => 1:100)
Triple X-Syndrom 1:1000
Turner-Syndrom: Monotonie X 1:2500
Klinefelter-Syndrom XXY 1:700
XYY-Syndrom 1:1000
Down Syndrom
Translokationstrisomie 21
Cri du cat Syndrom
Deletion Chromosom 15
anatomische Missbildung (Kehlkopf)
Williams Beuren Syndrom
Deletion Chromosom 17
Elfengesicht
Rubinsetin Taybi Syndrom
Genmutation auf kurzem Arm des chr. 16 oder / langen arm chr. 22
autosomal dominant
Imprinting Defekt chr. 15
Prader willi syndrom (Veränderung paternalen Chromosoms, exzessive adipositas)
Angelman syndrom
(Veränderung maternalen Chromosoms, geistige motorische retadierung, kleiner kopf)
Endokrinologische Erkrankungen
PKU Phenylketonurie
Hämpchromatose
Adrenogenitales Syndrom
autosomal rezessiv, Gendefekte der Phenylalaninhydroxylase auf 12q22-24 (Stoffwechselerkranknung)
autosomal rezessiv, Mutationen des HFE Gens auf 6p21.2
(Eisenspeicherkrankheit)
autosomal rezessiv 1:10000
entsteht durch Defekt eines Enzyms für die Kortisol Biosynthese
autosomale Kranhkheiten
autosomal rezessiv:
autosomal dominant:
Mukoviszidose / cystische Fibrose
Stoffwechselkrankheit
–> Mutation des CF-Gens führt zu Chloridkanaldefekt un dbildung eingedickter muköser Sekrete
Mafran Syndrom
Bindegewebserkrankung
–>Mutation Fibrillin 1-Gen
(Großwuchs mit langen Gliedmaßen)
Chorea Huntington
unwillkürlicher Tanz, unkoordinierte Bewegungen
–> Huntigton Gen auf Chr. 4, Expansion eines CAG Repeats
X-chromosomale Erkrankungen
Rett Syndrom
Fragiles X Syndrom
Duchenne-Muskelschwund
–> Mutation Dystrophin Gens
Reatrdation (Verlansamung Wachstum)
–> De-novo-Mutation in den Keimzellen hervorgerufen wird
Mutation im Methyl-CpG-Bindeprotein 2 (MECP2)-Gen oder eine Deletion dieses Gens
bei Männern auftritt
- führt unter anderem zu geistiger Behinderung
- Ursache der Erkrankung ist eine Mutation auf dem X-Chromosom: das FMR1-Gen am Genlocus Xq27.3 ist hierbei mutiert
heriditäre Tumorerkankungen
Neurofibromatose Typ 1
Hereditäres Mammakarzinom
Lynch Syndrom
Familiäres Adenomatöse Polyposis (FAP9)
autosomal dominant (Cafe au lait flecken)
Brustkrebs–> Defekt der DNA Reperatur
BRCA 1 und BRCA 2 Mutation
Defekte DNA Reparatur
autosomal-dominant
autosomal dominante
- Rubinsetin Taybi Syndrom
- Mafran Syndrom
- Chorea Huntington
Tumorerkrankungen:
- Neurofibromatose Typ 1
- Familiäres Adenomatöse Polyposis (FAP9)
autosomal rezessiv
- PKU Phenylketonurie
- Hämpchromatose
- Adrenogenitales Syndrom
- Mukoviszidose / cystische Fibrose
