genetik Flashcards
bakteriengenom besteht aus
- plasmid
- chromosomale DNA
bakterienchromosom
- träger der gesamten essentiellen erbinformation
- zirkulär
- meist 1
plasmide
- zirkulär, extrachromosomal, selbstreplizierend
- tragen oft AB resistenzgene, virulenzgene
- colicingene
- konjugative plasmide selbstständig übertragbar
replikation allg
- helikase aufspaltung
- gyrase aufdrehung
- DNA polymerase synthetisierung 5 zu 3
transkription
- hauptregulation der expression von genen
- DNA in mRNA umwandeln
- auf ebene der Initiation reg. (promotoren, operatoren und regulatoren)
translation
- mRNA zu Protein
- in 70S Ribosom
- aneinanderreihung von aminosäuren
arten von genetischer variabilität
- intra-zelluläre variabilität
- punktmutation
- insertion/deletion
- transposition
- inter-zelluläre variabilität
- konjugation
- transformation
- transduktion
insertionssequenzen und transposons
- IS: mobile, im chromosom oder plasmiden enthaltene DNA struktoren
- transposon: komplexe IS- sequenz
- oft AB resi
- intrezellulär: mutationen
- horizontal: konjugative transpososns
aufbau transponierbare DNA-Elemente
- flankiert durch inverted oder direct repeats
- transposen komplexer
- konjugative oft auf plasmide
konjugation
- transfer von konjugativem plasmid
- kontakt, kanal
- übertragung
- replikation
- nicht alle bakt können das
transformation
- natürliche kompetenz einiger Bakterien, DNA aus umgebung aufzunehmen “competence genes”
- sequenzspezifisch, erkennung von brauchbarkeit
- aufnahme von nahrung, nukleotiden, N und P
- rekombinationa als nebeneffekt
bakteriophagen aufbau
- kopf
- DNA
- schwanz
- Schwanzfasern
- grundplatte
arten von bakteriophagen
- lytische phagen, führen direkt zu lyse, replikation und expression
- lysogene phagen, integration ins genom, können durch induktion in den lytischen zyklus gelangen
transduktion
- bakteriophagen können zu gentransfer führen
- zb teil DNA übernehmen und in rezeptorzelle wird eingefügt
- können auch ganze plasmide sein
immunsystem der Bakterien
- restriktion und modifikation
- CRISPR-cas system
restriktion von DNA
- durch restriktionsenzyme schutz vor fremd-DNA
- erkennen palindrome
modifikation von DNA
schutz des wirts vor dem eigenen restriktionssystems durch methylierung der erkennungssequenz
CRISPR-Cas
- stücke von fremd-DNA werden in CRISPR region eingebaut
- zukünftige vorlage um später zu erkennen und mit hilfe von cas proteinen zu zerstören
- wird somit auch an nachkommen weitergegeben
CRISPR-cas9
- spezifische genschere
- erlaubt spezifische gene zu schneiden und durch reperaturmechanismen zu editieren
hauptmechanismen der bakteriellen evolution
- reduktion durch deletion oder inaktivierung
- horizontaler gentransfer
- rekombination, inversionen, duplikationen, mutationen
pan und core-genom
pangenom: alle möglichen gene
coregenom: gene die ALLE haben
pathogenitätsinseln
- mobile, grössere DNA elemente mit mehreren virulenzgenen
- oft von bakteriophagen und plasmiden
- flankiert von direct repeat sequences
- enthalten oft mobilitätsgene
- unterschiedlicher GC gehalt als genom
phylogenie
- ## rekonstruktion stammesgeschichte, heutzutage auf gensequenzen beruhend (molekulare phylogenie)
taxonomie
systematische erfassung und einteilung der lebewesen
klassifizierung, identifizierung etc auf mol. phylogenie
vorteile DNA sequenzen gegenüber phänotypische merkmale
- charaktereigenschaften eindeutig bewertbar
- grosse datenmenden sammelbar
- abweichung gut erkennbar
anfoderungen an ein phylogenetisches gen
- allen bakterien vorkommen
- gemeinsamer ursprung haben
- molekulare uhr: mutationen zufällig und gleichbleibender wahrscheinlichkeit
- geringe mutationsrate für weite verwandschaft
beispiele phylogenetische gene
- ribosomale RNA 16S, bereits grosse datenbank vorhanden, handbare grösse (23S)
- 7 housekeeping genes
- RNA polymerasen
- ATPase
taxonomie von bakterien schwierigkeiten
- asexuelle vermehrung
- bakteriengenom ist extream flexibel
- kein genetische kontinuum
- populationen müssen betrachtet werden
- neue kombinationen möglich
mikrobiologisches spezieskonzept
als goldstandart gild ähnlichkeit von 70% DNA
medizinische taxonomie grundsatz
wenige unterschiede in DNA können viel unterschied in klinischer relevanz machen, kann also auch den namen ändern obwohl theoretisch gleiche spezies wäre
