Mutationen 1 Genmutationen Flashcards
Wie oft kommt es zu einer Mutation in DNA?
-1 Mutation pro 10^8 Nukleotide pro Generation
Welche generellen Arten von Mutationen gibt es und was sind die Ursachen
- Genmutationen
- Chromosomenmutationen
- Genommutationen
Ursache:
- spontan
- induziert
Was ist eine stumme, Nonsense und Missense Mutation?
- stumme: Mutation, die sich nicht auf die Aminosäuresequenz des zu codierenden Proteins auswirkt
- nonsense: aus einem Aminosäurecodon wird ein Stoppcodon
- missense: codiert für andere Aminosäure
Wann handelt es sich bei einer Punktmutation um eine Transition und wann um eine Transversion?
- Transition:Purin zu Purin oder Pyrimidin zu Pyrimidin
- Transversion: Pyrimidin zu Purin oder andersrum
Was ist eine Rasterschubmutation?
- entsteht bei einer Deletion/Addition einer Base
- open reading frame kann zerstört werden
Wann spricht man von einer Reversion?
-eine Punktmutation kann revertieren, d.h. durch ein zweites Mutationsereignis rückgängig gemacht werden
Wann spricht man von einer Supressormutation?
- wenn Nonsense Mutation von tRNA gebunden wird, die eine Mutation im Anticodon hat
- son wird ein mutiertes Stoppcodon als Aminosäure gelesen
Was war das Luria/Dellbrück Experiment?Was wurde herausgefunden?
- haben mehrere Kulturen Bakterien eine definierte ANzahl von Teilungen durchgehen lassen
- Stress wurde durch Inkubation mit Phagen induziert
- bei gerichteter Mutation gleichviele resistente Nachkommen
- Ergebnis war, dass hohe Varianz an Resisten Organismen zwischen Zellkulturen auftritt->ungerichtete Mutation
Was bedeutet dass Mutationen ungerichtet sind?
- eine Vererbung erworbener Eigenschaften ist nicht möglich
- die Selektion begünstigt Mutanten, die unter gegebenen Umweltbedingungen einen Vorteil gegenüber dem Wildtyp haben
Wo müssen Mutationen bei Tieren geschehen, damit sie weitervererbt werden können?
- in der Keimbahn
- somatische Mutationen werden nicht weitervererbt
Wie lassen sich Mutationen im Hinblick auf die Selektion unterscheiden?
- negative Mutanten->geringere oder keine Enzymaktivität(durch missense oder nonsense)
- neutrale Mutante->gleiche Enzymaktivität(durch stumme Mutation)
- positive Mutation->erhöht ENzymaktivität
Wie entstehen Mutationen?(4 Beispiele nennen)
spontan:
- Replikationsfehler
- Reperaturfehler
- Radikale
- Transposition
- hydrolytische Desamininieung von 5-Methylcytosin zu Thymin
- Tautomerverschiebung
induziert:
-durch physikalische und chemische Mutagene
Was ist eine Tautomerverschiebeung und wie kann sie zu Mutationen führen?
- Basen können in andere Form kurzzeitig übergehen
z. B. Thymin normal in keto-form kann in enol-form übergehen->kann nun mit Guanin paaren - kann bei DNA-Replikation zu einer Mutation führen, wenn Tautomer als andere Base gelesen wird
Was ist eine Desaminierung?Wie kann sie bei Cytosin zu einer Depyrimidierung führen?
1.Hydrolyse der exocyclischen Aminogruppe macht Cytosin zu Uracil
(entsteht spontan oder durch Nitrit,Nitrat oder salpetrige Säure)
2.Entfernug durch Uracil-DNA Glykosylase
->freie Stelle
muss repariert werden
Warum sind CpG-Inseln Hotspots für Muationen
- C-reiche Sequenzen auf Promotoren, werden methyliert um Promotor auszuschalten
- > 5-Methylcytosin
- bei Deaminierung von 5-Metylcytosin entsteht Thymin
- Thymin kann nicht als falsche Base erkannt werden
- kann nach Replikation zu einer T-A Punktmutation führen
Was ist eine Depurinierung?
- glykosidische Bindung zwischen Base und Zucker ist labil
- kann Hydrolysiert werden
- > apurinische Stelle ohne Information
- kann bei Replikation zu Mutation führen
- > an AP-Stellen werden gegenüber informationslosen Stellen bevorzugt Adenin-Nukleotide eingebaut
Wie können durch Oxidation Mutationen entstehen?
- Angriff der Doppelbindungen durch reaktive Sauerstoffspezies(02-,-OH,Wasserstoffperoxid)
- verursacht Punktmutationen oder kann Repliaktion blockieren
Wie kann man die Mutagenität einer Substanz ermitteln?
- Ames Test
- Salmonellen Stamm, der Histidin auxotroph ist und keine DNA-Reparatur durchführen kann
- wird inkubiert mit mutagener Substanz(oder Leberextrakt der mutagene Substanz enthält)
- werden auf Medium ohne Histidin platziert
- > Zählung Revertanten
Wozu kann Uv-Strahlung bei DNA führen?
-Pyrimidindimere(vorallem bei zwei benachbarten Thymin-Nukleotiden)
Wozu kann ionisierende Strahlung führen?
- Doppelstrangbrüche
- Einzelstrangbrüche
Welche 3 Arten von Gegenmaßnahmen gibt es gegen DNA-Schäden?
-Passiv(Schutz)
Aktiv(Reparatur)
- direkte Eliminierung(Photoreaktivierung,Dealkylierung)
- Herausschneiden des Schadens
- Rekombination(Verpflanzung eines intakten Bereichs)
Toleranz(Aufschub der Reparatur auf später)
-Expression von Rettungssystemen, die die DNA-Integrität wiederherstellen, aber Mutationen zurücklassen
Was sind passive Schutzmechanismen vor DNA-Schäden?
-Haut/Pigmente
-Radikalfänger z.B. Vitamin C
-Enzyme, die reaktive Sauerstoffspezies abbauen
-Redoxpuffer
-räumliche Trennung:
DNA im Zellkern
-reaktiver Sauerstoff in Mitochondrien und Peroxisomen
Wie werden Alkylierungen von Basen entfernt?
-durch Alkyltransferasen
Was bedeutet MMR?was macht es?
- Mismatch repair
- scanning der neusynthetisierten DNA unmittelbar nach der Replikation und Erkennung von Mismatches durch MutS
- bei Mismatcherkennung ->Rekrutierung von MutL und MutH
- MutH(Endonuklease) entfernt Teil des Stranges mit Mismatch und neuer Strang durch DNA Pol synthetisiert
Wie wird bei MMR neu synthetisierter STrang erkannt?
- direkt nach Relikation ist nur Template-strand methyliert durch dam-Methyltransferase
- MutH schneidet nur nicht-methylierten Strang
Was ist BER?
- Basenexzisionsreperatur
1. Überwachung des Genoms(Scanning) durch mutationsspezifischen Glykosylasen, die Basenschäden erkennen
2. Erkennung und Prozessierung durch Herasudrehen(flip out) der beschädigten Base
3. Hydrolyse der glykosidischen Bindung zwischen Base und Zucker->apurinische Stelle(AP-Stelle)
4. Auffüllen und Ligation der AP-Stelle
Was ist NER?
Nukleotid-Exzisionsreparatur
- erkennt Mutationen, die zur Verformung der Doppelhelixstruktur der DNA führen(z.B. Thymidin-Dimere)
- schneidet beidseitig der Läsion und entfernt ein kurzes Stück DNA
- wird von DNA-Pol und Ligase ersetzt
- in E.Coli uvrABCD
Wie kommt es zu Xeroderma pigmentosum?
- autosomal rezessive Mutation im NER-System
- Patienten extrem sensitiv gegen Sonnenlicht
- > Hautkrebs
Wie wird ein Doppelstrangbruch repariert?
-non homologous end-joining:
gebrochene DNA-Stränge werden ohne weiters zusammengebracht-> oft gehen Nukleotide verloren
-homologous endjoining:
verloren gegangene Abschnitte werden vom homologen Chromosom kopiert und füllen die entstandene Lücke
Crispr Cas-System nutzt dieses System um Donor-DNA einzufügen
