VL 1: Genom Flashcards
Themen
- Evolution neuer Gene
- Konzept der Homologie
- Computergestützte Sequenzvergleiche
- Vergleich von Genomen
- Aufbau des menschlichen Genoms
- Abschätzung der Divergenz von Organismen
Verwandtschaft zwischen Organismen
SARS Virus
SARS-CoV 2
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Verwandtschaft zwischen Organismen
- morphologischer Vergleiche
- Streben Vergleich
- einige Organismen sind ähnlich
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Grundlage für die Verwandtschaft zwischen Genomen
- DNA-Replikation –> Mutation
- Effekt der Mtation: positiv, neutral, negativ
- evolutionäre Selektion
- d.h. unterschiedliche Genomregionen - unterschiedliche evolutionäre Mutationsraten
- Konservierung von Gen-Sequenzen
- Konservierung von Protein-Sequenzrn
- größte Ähnlichkeit besthet zwischen Proteinen, nicht unbedingt Genen (Degeneriertheit des genetischen Codes)
Genetische Innovation
Homologie: Orthologe vs Paraloge: Verwandtschaftsbeziehungen
Homologie
- Ptroteien mit ähnlichen Proteinsequenzen
Orthologe
- ähnliches Gen
- nicht identisch
- feststellbare Homologie
- in 2 unterschiedlichen Organismen
Paraloge
- Dupliation
- Kopie kann sich zu was anderem evolvieren
- divergieren
- in 1 Organismus 2 Gene homolog
- gleicher Organismus
Evolution von Genen durch Duplikation
(A) Evolution by Gene Duplication
- Ursprungsorganismus gewisse Körperteile
- Duplikation,
- Evolvieren
- beide Kopien weiterevolviern, nehmen weitere Funktionen auf und unterschiedlliche
- Einnahme neue Funktion und Spezialisierung
Mutant Phenotypes of modern Organism
- Ausschaltung verschiedener Gene
Genduplikation und Mutation, so entstehen Proteinfamilien
- Funktion im Kopf ist redundant
Evolutionärer Baum, Familie homologer Proteine
Globin Proteinfamilie
- je kürzer der Strich, desto näher verwandt
Evolutionäre Beziehungen zwischen Coronaviren
- Corona eng verwandt mit Sars
- Ursprung Fledermaus
- Zwischenwirt Schuppentier
Wie macht man Verwandschaftsanalysen?
- computergestützte Analysen
- Algorithmen
- BLAST
- basic local alignment search tool
- nucleotide blast
- protein blast
- Homologiesuche
- Datenbank aller bisher sequenzierten Daten
- öffentlich finanziert
- jeder forscher kann deponieren
- schaut nach ähnlichkeiten
- berechnet Wahrscheinlichkeit der Zufälligkeit
- e value
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The major domains of the living world
Genome und Gene
- schnelle Replikation bei kleinen Organismen favorisiert
- beispiel Mycoplasma: 500 gene
- 1000-6000 gene bei prokaryoten
- Genom =/= Gene
- Verhältnis aussagekräftig
- Menschen riesiges Genom aber so ca. so viele Gene wie Kresse lol!
- keine Korrelation zwischen Genomgröße und Gene
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Vergleich von Genomgrößen
Aufbau des menschlichen Genoms
- 46 Chromosomen: 2 x 22 Autosomen, 2 Geschlechtschromosome
- 3 x 109 bp DNA (seit 2001 sequenziert
- ca. 24000 Protein-kodierende Gene (1,5%)
- 26% Introns
- ca. 20000 Pseudogene
- Regulatorische Sequenzen (Promotoren, Enhancer)
- 50% des Genoms ) hoch-repeptitive Sequenzen - Derivate von Transposons
- LINE = long interspersed repetitive element
- SINE = short …
- einfache Sequenzrepeats, Bsp (A)n, (CA)n Minisatelliten (40 - 500 bp)
- Mikrosatellite (- 13 bp)
- Große Duplikationen
- Tandem Repeats (Telomere, Zentromere)
Phylogenetic tree: Relationship between human and great apes based on DNA Sequence
- Unterschied Menschen und Chimps: 1,2%
- Menschen untereinander: 0,1%
- alle menschen 99,9% identisch
- 1 bp Ausctausch pro 1000 bp
- SNP = single nucleotide polymorphism
- ca. 2 SNPs pro Gen
- 1 SNP bro gen
Molekulares Maß für Evolutionsgeschwindigkeit
Welche Gene sind beim Menschen besonders schnell evolviert
- im gehirn
- sprache
- positive Selektion bei menschen
- mutattionen
