Katalog Fragen - Teil 4-6 Flashcards

1
Q

4.1 Was muss man zu einem in Wasser gelösten DNA Einzelztrang hinzufügen, um einen komplementären Strang zu synthetisieren?

A

DNA Polymerase,
Primer,
dNTPs (Desoxyribonukleosidtriphosphate, NICHT NTPs (=rna)),
Puffer

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2
Q

4.2 welche zwei Erfindungen ermöglichen, dass PCR kostengünstig und effektiv in jedem labor eingesetzt werden kann?

A

1) die temperaturresistente Taq-Polymerase aus dem Bakterium Termophilus aquaticus
2) die Synthese von Oligonukleotiden (Primer!)

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3
Q

4.3. es wurde der ORF von GFP amplifiziert und neben einen Promotor von E. coli in einen Vektor kloniert

Es entsteht aber keine Fluoreszenz in den mit diesem Konstrukt transformierten Bakterien
welche TYPEN von Mutationen können in der PCR passiert sein?

A

> >

  • GFP geschädigt –> Fehler im GFP wegen fehlendem PROOF READING von Tag pol.!!!!! –> (frame shift Mutationen)
    über 30000 Zyklen kommen deutliche Fehler auf, zB. Stoppcodon «
  • ‘frame shift Mutationen” -> eine Base zu viel eingebaut
  • Promotoren können beschädigt sein
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4
Q

4.5 wie würden sie zeigen, dass es sich wirklich um eine Mutation handelt und nicht um ein Problem mit dem Bakterienstamm, den sie zur Expression genutzt haben?

A
  • das Plasmid aus Bakterien wieder extrahieren und sequenziellen!!!
  • Negativkontrolle-
  • versuch-wiederholen-
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5
Q

4.6 der “Cycle threshhold” ist:

A

der Zyklus, an dem eine Probe einen bestimmten Punkt in der real-timePCR Reaktion erreicht

( Ct: Punkt, ab dem Fluoreszenz detektierbar - vor Exponent. Wachstum ,denn da können Probleme wie Endprodukthemmung entstehen)

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6
Q

4.7 ein PCR Zyklus besteht aus __ Schritten:

A

ein PCR Zyklus besteht aus 3 Schritten: Denaturierung, Primer Annealing, Elongation

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7
Q

4.8 wie viele Moleküle entstehen nach vier Zyklen PCR aus einem DNA-Duplex? (ds)

A

16 doppelsträngige DNA Moleküle

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8
Q

4.9 Ein PCR Primer ist 18 Basen lang, wie häufig wird er ans menschliche Genom binden? (…)

A

(… Anzahl von malen, die man die Sequenz im Genom hat)

(3.3 x 10^9)/4^18

[ (Genomgröße)/(Base^Primer) ]

Zusatz: Wahrscheinlichkeit, dass man eine Sequenz trifft:
(3.3 x 10^9)/[(1/4)^18]

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9
Q

4.10 ein 22,345 bp langer Teil des Mausgenoms soll mit PCR amplifiziert werden. Sie erstellen Primer, die die Längen 20 bzw. 22 bp und die selbe Schmelztemperatur haben.
Sie erhalten kein Amplifikat. Warum?
a. primer haben nicht die selbe Länge
b. Zielregion ist zu groß
c. Primer zu kurz
d. Maus-DNA kann man nicht amplifizieren
e. sie haben mehr als einen Primer in der Reaktion benutzt

A

[ein 22,345 bp langer Teil des Mausgenoms soll mit PCR amplifiziert werden. Sie erstellen Primer, die die Längen 20 bzw. 22 bp und die selbe Schmelztemperatur haben.
Sie erhalten kein Amplifikat. Warum? ]

b.: Zielregion ist zu groß. Um 22,345 bp zu amplifizieren

es geht nur bis ca. 10 000 bp!

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10
Q

4.11 Was ist die ideale Temperatur für Taq-Polymerase?

A

die ideale Temperatur für Taq-Polymerase ist 72˚C Grad Celsius

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11
Q
  1. 12 Welche dieser Reagenzien sind nicht in einer typischen PCR Reaktion?
    a. NTPs
    b. MgCl2
    c. Ethidiumbromid
    d. DNA Primer
    e. E. coli DNA Polymerase
A

Welche dieser Reagenzien sind nicht in einer typischen PCR Reaktion?

a.: NTPs. es sind dNTPs vorhanden, man will desoxy um eine DNA zu erstellen. (NTP = RNA)

c. Ethidiumbromid wird erst beim Auftragen auf ein Gel hinzugefügt
(sonst würde es in der PCR stören ?)

e. es wird nicht die DNA Polymerase von E. coli verwendet sondern die von Termophilus aquaticus
(die aber im e coli drin sein kann wenn sie jemand rein gemacht hat)

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12
Q
  1. 13 Was erwarten sie, wenn sie in einer PCR die Temperatur in der Annealingphase erhöhen und die Elongationsphase verlängern ?
    a. Präzision und Ertrag sind reduziert
    b. Präzision und Ertrag sind erhöht
    c. Präzision ist reduziert, Ertrag ist erhöht
    d. Präzision ist erhöht, Ertrag ist reduziert
A

Was erwarten sie, wenn sie in einer PCR die Temperatur in der Annealingphase erhöhen und die Elongationsphase verlängern ?

b. Präzision und Ertrag sind erhöht

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13
Q
  1. 14 was erwarten sie, wenn in einer PCR Primer verwendet werden, die etwas kürzer sind und variable Stellen aufweisen ?
    a. PCR Reaktion beginnt nicht
    b. PCR Reaktion endet nach dem ersten Zyklus
    c. Reaktion produziert ein einziges, kurzes PCR Produkt
    d. Reaktion ergibt eine Mixtur unterschiedlicher Produkte
A

was erwarten sie, wenn in einer PCR Primer verwendet werden, die etwas kürzer sind und variable Stellen aufweisen ?
d. Reaktion ergibt eine Mixtur unterschiedlicher Produkte

da der Primer mit größerer Wahrscheinlichkeit falsch binden kann, kann alles mögliche amplifiziert werden

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14
Q
      • Nenne zwei Funktionen der Tag Polymerase.
  • Was ist eine TaqMan Probe/Sonde?
A

Taq-Pol. Funktionen:

a) 5’3’ Elongationsaktivität
b) 5’3’ Exonukleaseaktivität

===TaqMan PROBE! nicht primer! (kann nicht verlängert werden, wird nur v. tag pol überlaufen
> hat einen fl. Reporter die und einen quencher kovalent gebunden (fl5’ Qench3’)
- TaqMan hilft, fortschritt der qRTPCR zu verfolgen.
-wenn quencher NAH an fl wird Energie vom fl über FRET an quencher gegeben = kein leuchten.
- die 5’-3’ exonukleaseaktivität der TaqPol löst erst den Quencher, danach die FL ab - so kann die FL ausgestrahlt werden
- die leg enthält trotzdem Primer, an die die Synthese beginnt - sie kommen bloß irgendwann an die TaqManProbe und verdauen diese weg

Eine TaqMan sonde ist eine Sonde in Form einer probe. Sie hat am 5’ Ende eine Reporter-Dye Markierung und am 3’ Ende einen Quencher. Sind beide gleichzeitig vorhanden, stimmt der Quencher das Signal der reporter dye ab. Wenn der Strang jedoch von TaqPol erreicht wird, (5’-3’), wird die FL.reporterDye wegen der Exonukleaseaktivität abgenommen, sie ist permanent vom Quen. entfernt und kann ein FL Signal emittieren. Dieses wird in der qPCR gemessen.
Also die Wanderung der taqpol über die TaqMan Sonden als Probe trennt R.dye vom Quencher ab und erlaubt ein FL Signal.

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15
Q

4.16 wie sind die Achsen einer qRT PCR beschriftet?

A

x Achse: number of cycles

y Achse: Fluorescence

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16
Q
  1. 17
    - wie berechnet man den ∆Ct wert?
  • wie berechnet man den ∆∆Ct wert?
A

∆Ct: es müssen 2 Proben vorhanden sein/ 1 Probe und 1 Referenz.
Ct - cycle threshold, festgelegter Punkt ab dem sichere FL delektiert wird. -> Die ANZAHL an Zyklen, an der der Festgelegte Fluoreszenzstärke erreicht wird
[ ∆Ct = Ct1 - Ct2 ]

∆∆Ct: es müssen 4 Proben vorhanden sein=> 2 Proben + jeweils Reference.
die ∆Ct werden wie oben beschrieben berechnet - aus einer Probe und IHRER REF.
Die Differenz der beiden ∆Ct ist ∆∆Ct.

[ ∆∆Ct = ∆Ct1 - ∆Ct2 ]

17
Q
    1. nenne 3 Sequenzierungsmethoden.

Welche ist die heute dominante?
Welche anderen Techniken kennen wir?

A

nenne 3 Sequenzierungsmethoden.
I) Maxam-Gilbert chemical sequencing
(base specific breakage mit modifiziert. Base, 5’FL mark., “sequencing ladder” v unten nach oben im Gel gelesen, jede Base eine Spalte im Gel)

II) Sanger sequencing
( modifizierte Replikations-Reaktion! , base specific Abbruch wegen Einbau ddNTP in wachsende Kette (Konz. dNTP/ddNTP bestimmt Länge des Fragments, von ENZYM Polymerase abhängig, Reaktionsmix enthält 5’ fl markierte PRIMER (-> Pol.)
fragm. werden Bspezif. abgebrochen, “sequencing ladder” v unten nach oben im Gel gelesen, jede Base eine Spalte im Gel; heute alle ddNTP unterschiedlich. fl markiert = alle in 1RG )

III) Pyrosequencing - darunter: 
Solex/Illumina sequencing ,
454 Sequencing,
SOLiD seq.,
Ion torrent, 
SMRT/nanopore seq. 

Welche ist die heute dominante?
->Solex/Illumina sequencing

Welche anderen Techniken kennen wir?
ChIP-Seq. , Microarray, SNP analysis

18
Q

?? 5.1. Welches dieser Projekte ist am besten für NGS geeignet?

  • zu bestimmen, ob ein Tumor eine bestimmte Missense-Mutation aufweist
  • das Transkriptom eines Tumors bestimmen
  • eine genetische DNA Probe nach einigen bekannten SNPs zu untersuchen
  • alle Versuche
A

?? Welches dieser Projekte ist am besten für NGS geeignet?

  • zu bestimmen, ob ein Tumor eine bestimmte Missense-Mutation aufweist — nein, da wäre die Sequenz der Missende mut. ja bekannt, man bräuchte nur zB. microarray. NGS ist für unbekannte Seq.
  • das Transkriptom eines Tumors bestimmen — ja, man will sehr große mengen an UNBEkannten Sequenz bestimmen.
  • eine genetische DNA Probe nach einigen bekannten SNPs zu untersuchen — nein, auch hier sind die SNPs ja bekannt, man kann andere Methoden anwenden und man will nicht alles sequenziert haben.

(JA) das Transkription eines Tumors bestimmen.
=> (alle zu einem bestimmten Zeitpunkt. transkribierten Gene) - NGS ist geeignet wenn man gesamtes Trasnkriptom untersuchen will - ganz große Mengen ??

19
Q

5.2. welcher dieser Schritte ist wichtig für die Erstellung eines Template für NGS?

  • DNA Isolierung
  • zerkleinern der DNA in Fragmente
  • überprüfen der Qualität und Quantität der DNA Fragmente
  • Alle Schritte
A

Template für NGS = ein Primer

  • Alle Schritte.
    Alle Schritte sind wichtig um ein gutes, spezifisch passendes Template zu erstellen. :
  • DNA Isolierung
  • zerkleinern der DNA in Fragmente
  • überprüfen der Qualität und Quantität der DNA Fragmente
20
Q

5.3. Nachdem Sequenzen eines NGS Experimentes erhalten wurden - was tun sie zuerst?

  • Validieren der Daten mit einer anderen Methode
  • Publizieren der Daten
  • Bioinformatische Analyse der Daten
  • weitere Analysen einzelner Sequenzen
A

Nachdem Sequenzen eines NGS Experimentes erhalten wurden - was tun sie zuerst?

X- Validieren der Daten mit einer anderen Methode - nein, wir haben ja noch gar nichts aus den Daten gemacht, wissen nicht ob es richtig falsch/ was es überhaupt ist

X- Publizieren der Daten

(JA)- Bioinformatische Analyse der Daten - wir haben nur die Infos bekommen, jetzt muss man sie digital KARTIEREN/MAPPEN und auswerten etc.

X- weitere Analysen einzelner Sequenzen - wir haben ja noch gar keine Reihenfolge, also weiß man gar nicht was man nochmal analysieren sollte

21
Q

5.4. Was bedeutet Brückenamplifikation?

— hier geht mehr! Detektion bei Illumina?

A

Die Amplifikation von DNA Fragmenten, welche durch Anbindung an einer Oberfläche eine Brückenform ausbilden.
Dabei werden DNA Fragmente mit Adaptern versehen, die an spezifische Primer auf einer Oberfläche binden können.
Die nun aufgeschmolzenen Einzelstränge können an die Primer binden und eine Brücke bilden, und Zugabe von dNTPs und Pol. erlauben die Synthese eines dazu komplementären Stranges ab dem Primer.

Nach dem Auftrennen der entstandenen Doppelstränge kann der Vorgang mehrmals wiederholt werden, wobei lokale Cluster entstehen, die viele Amplifikate von nur einem DNA Cluster enthalten.

22
Q

5.5. wie unterscheiden sich Illumina und 454 Techniken?

A

Beide Techniken gehören zu den deep sequencing Methoden.

unterschiedliche Miniaturisierung!
454: [Pyrosequenzierung!]. hat eine größere Leselänge von ca. 400-500bp, dauert aber viel länger als Illumina.
Emulsion mit PCR Tröpfchen - Bei 454 befindet sich amplifizierte DNA durch Linker an Kügelchen befestigt, welche in Waben auf einem Glasfaserkabel sitzen. Die Ergebnisse der Sequenzierung werden wie bei der Pyrosequenzierung durch Lichtsignale dank PPi erhalten.

Illumina = [Brückenamplifikation!].
Sequencing by synthesis, markierte Nukleotide mit Fluorophoren
lokale cluster mit DNA Fragment Amplifikat
hat eine viel kürzere Leselänge von 20-300bp, ist dafür aber sehr viel schneller (67gb in 1tag, Mensch. Genom 3.3gb = mehrere Genom am tag lesbar)

23
Q

5.6. Welches Reaktionsprodukt der Kettenverlängerung wird für die Visualisierung der Pyrosequenzierung genutzt?

A

Pyrophosphat - energiehaltiges PPi

wird beim Verlängern der Phosphodiesterbr. abgespalten, PPi + APS = ATP, ATP + Luciferase => Luciferin+into Oxyluciferin

24
Q

5.7. DNA wird aus Mensch. Chromosom extrahiert und 10 Gene vom Chromosom 22 werden amplifiziert. die PCR Produkte werden aufgereinigt und mit Sanger sequenziert. an bestimmten Positionen treten Ambiguitäten auf - warum?

A

Sanger: Kettenabbruch, 5’FL, auf Gelelektr. Seq.ladder gelesen

weil menschl. genom heterozygot und diploid ist, die genetische Information ist 2 mal vorhanden und kann von Mutter und Vater unterschiedlich sein. SNPs!

25
Q

5.8. DNA wird aus Mensch. Chromosom extrahiert und 10 Gene vom Chromosom 22 werden amplifiziert. die PCR Produkte werden aufgereinigt und mit Sanger sequenziert. an bestimmten Positionen treten Ambiguitäten auf.

Wenn man mit Illumina sequenziert, treten keine ambig. mehr auf. warum?
mit welcher informatorischen Analyse bestätigt man die Antwort?

A

Illumina: EINZELMOLEKÜLSEQUENZIERUNG: macht Brückenamplifikation , es entstehen Cluster mit der selben amplifizierten DNA. Jeder Strang, der sich in einem Cluster befindet, räpresentiert das selbe DNA Fragment, somit kann nur ein Signal aus einem Cluster =von einem Fragment der Sequenz kommen. auch eine falsche Base schafft kein grosses Störsignal.
Unterschiedliche DNAsequenzen würden als unterschiedliche Stränge an 2 unterschiedlich. Stellen getrennte Signale geben.

Bei Sanger wird hingegen ein Gemisch aus der gesamten DNA auf ein einziges Gel aufgetragen. Somit kann auf der selben Höhe (bp) ein Signal aus 2 versch. Banden kommen

26
Q

6.1 was bedeutet ChIP?

A

Chromatin immunoprecipitation.

man untersucht die INTERAKTION von PROTEINEN mit dem Chromatin, indem man nur die Bereiche des Chromatins sequenziert, an die ein Protein gebunden war.
untersucht:
> Zielproteine
> modifizierte DNA (zB Methylierung)

DNA-bound protein is immunoprecipitated using a specific antibody. The bound DNA is then coprecipitated, purified, and sequenced.

siehe Notizen für exakten Ablauf

27
Q

6.2 auf welche Bereiche wird ein ChIP Seq. Experiment bevorzugt normiert?

A

ChIP Seq. wird idR auf den Noise normiert - das Hintergrundrauschen

  • das, wo nicht die Peaks sind - man nutzt das Hintergrundrauschen zum normalisieren, ignoriert dabei die Peaks.
    sonst könnte das Normalisieren schwache Peaks komplett verschwinden lassen

Sequenz = Noise + Signal
aslo das erhaltene Ergebnis = Hintergrundrauschen + Signal

es wird auf das Hintergrundrauschen normiert, damit es nicht die Peaks stört

28
Q

6.3 nenne drei wichtige Kontrollen für ChIP Seq.

A

1) Input DNA: Experiment durchlauf ohne IP - man guckt ob das Chromatin ok ist (in seiner original form)
2) Kein Antikörper: alles nach Plan, aber keine AK Beads - es sollte kein Präzipitat da sein. ansonsten - was kommt noch alles durch, was nicht gebunden wurde?
3) keine Tags: keine Epitope Tags. heißt: es sind Proteine da, die binden, und es sind Antibody beads da, aber keine Epitope - die Antikörper sollten nichts mit herunter ziehen. Ansonsten: Antikörper bringen NICHT NUR das runter was man wollte

– man hat epitope tags weil es nicht spezifische AK gegen die Proteine gibt. sie können die Proteine. also nicht halten. ET würde das halten ermöglichen , aber ohne ET wird nichts gegriffen

29
Q

? 6.4. Welchen ZELLTYP brauchen sie für die Durchführung eines Chip-Seq. Experimentes?

a Muskelzelle
b B-Zelle
c Epidermiszelle
d Nervenzelle

A

Welchen ZELLTYP brauchen sie für die Durchführung eines Chip-Seq. Experimentes?

B: B- Zelle

wegen Antikörper?

30
Q

6.5. Welches der folgenden DNA Bindeproteine bindet sequenzspezifisch mit der DNA?

a. Histon H3
b. NF-kB
c. RNA Polymerase
d. DNA Polymerase

A

Welches der folgenden DNA Bindeproteine bindet sequenzspezifisch mit der DNA?
b. NF-kB

(es ist ein Transkriptionsfaktor)

31
Q

??? 6.7. Welche der Methoden kann unterscheiden, ob ein Protein direkt oder über eine Proteinbrücke (also indirekt durch ein anderes Prot.) an der DNA bindet?

EMSA und ChIP
nur ChIP
nur EMSA
3C

INFO: EMSA haben wir nicht behandelt also vermutlich rauslassen

A

Welche der Methoden kann unterscheiden, ob ein Protein direkt oder über eine Proteinbrücke (also indirekt durch ein anderes Prot.) an der DNA bindet?

nur EMSA.

ChIP: die Proteine, die an DNA binden, und welche Stelle DNA sie binden.
- EMSA: gibt es direkte Interaktion oder nicht ? ???

[ (electrophoretic mobility shift assay): Methode, um Protein-DNA-Interaktionen zu identifizieren.
MOBILITY SHIFT!
- Ein Protein-DNA-Komplex wird bei Elektrophorese erkannt, da er im Vergleich zum freien, unkomplexierten DNA-Fragment reduzierte Mobilität besitzt ( im Gel nicht so weit läuft) ]
- Laufweitenverschiebung -> abhängig von Ladung, Konformation und Größe des Proteinligandenkomplexes

32
Q

6.8. Wozu dient die Ultraschallbehandlung im ChIP Experiment?

A

die Ultraschallbehandlung >fragmentiert die DNA Stücke , an die bereits Proteine fest gebunden wurden (Cross linking mit Formaldehyd). Je länger mit Ultraschall behandelt wird, desto mehr wird die DNA in kleinere Stücke fragmentiert (5 min, 10 min, 15 min )

33
Q

6.9. Welche dieser Methoden delektiert DNA-Protein Interaktionen in VIVO?

a. ChIP und ChIP-Seq.
b. EMSA
c. Footprinting

A

Welche dieser Methoden delektiert DNA-Protein Interaktionen in VIVO?

Richtig: (a.) ChIP und ChIP-Seq.
= in Vivo

{b. EMSA
c. Footprinting}— diese beiden IN VITRO?

34
Q

6.10. Sie wollen genomweit untersuchen, welche Sequenzen von ihrem Transkriptionsfaktor Bollocks1 gebunden werden.
Es liegt keine Sequenziermaschine vor, deshalb muss das Präzipitat mittels Microarray analysiert werden.
welchen Nachteil hat das?

A

es soll genomweit untersucht werden, welche Sequenzen vom Transkriptionsfaktor Bollocks1 gebunden werden.
–> Protein-DNA-Interaktion
keine Sequenziermaschine , sondern: Präzipitat muss mit Microarray analysiert werden.

Nachteil, weil:
Microarray hat eineaSCHLECHTERE AUFLÖSUNG als ChIP-Seq.

Info:
Microarray:
-Microarrays contain a specific set of KNOWN targets => depending on pre-chosen targets
-it is virtually impossible to include probes against every single nucleotide position.
-Microarrays are based on HYBRIDISATION (while next generation sequencing is based on synthesis)

Sequencing = NGS:
-Next generation sequencing interrogates ENTIRE genome or transcriptome, not depending on pre-chosen targets.

35
Q

?????????????????
6.11. Was bedeutet 3C? Mit Skizze.
Welche Fragen beantwortet dieses Experiment?

A

????????? wiederholen aus der VL! nicht nachgeholt

36
Q

6.12. eine extra frage? :)

A

eine extra Antwort? :)