VL 5 Einführung in die bakterielle Genetik

Question 1

Warum sind Bakterien die Modelsysteme der Genetik?

Answer 1

• Schnelle Generationszeit, klonales Wachstum
• Leicht zu kultivieren
• Verfügbarkeit genetischer (Plasmide, Phagen, Transposons) und
  biochemischer Werkzeuge
• Genomsequenz ist bekannt
• Haploides Genom
• Keine Introns
• Operone ( mehrere Gene stehen unter der Kontrolle eines Motors,
  vereinfacht die Analyse der Funktionen von Genen)
• Viele Individuen -> Detektion seltener Mutationsereignisse

Question 2

Nomenklatur

Answer 2

• drei Buchstaben Code
  steht für Phänotyp: z.B. „mal“ = Maltose; glk=Glukokinase
• Gen: malT, glk
• Protein: MalT, Glk
• Operon: malEFG
• wt Allel: malT+
• Mutation + Allel-Nr.: malT1256

Question 3

Isolation von Mutanten
Treten Mutationen spontan auf oder auf Reaktion auf eine Selektion?

Question 4

Luria-Delbrück-Experiment (Fluktuationstest)

Answer 4

1. Hypothese: Adaptive Immunity: Reaktion auf Selektion: erst dadurch erfolgt die Mutation, führt zur geringen Varianz mit Poisson Verteilung
2. Hypothese: Random Mutation Hypothesis:
   die Mutanten sind vor dem Stress entstanden, eine große Varianz ist zu erwarten

Vorgang:
haben E.coli und Bakteriophagen von E.coli genutzt, und E.coli kann eine Mutation entwickeln, sodass die Bakteriophage die Ec.oli nicht mehr angreifen kann

=> es wurde eine große Varianz gefunden: Random Mutation Hypothesis trifft zu

Question 5

Replica-Plating (Stempeltechnik)

Answer 5

Masterplatte: Petrischale mit kolonien
-> Masterplatte druckt man auf Stempel mit Tuch
-> Kolonien wurden aufs Tuch drauf
bei jedem Replikaschritt wird immer ein kleiner Teil auf Platte transferiert

-> Originales Muster der Kolonien bleibt erhalten, je nach Platte kann untersucht werden, ob eine Kolonie anitbiotika resistent ist etc.

Question 6

Lederberg Experiment

Answer 6

-konfluentes Wachstum auf masterplatte: keine einzelnen Kolonien mehr erkennbar
-versch. Platten werden getestet
-3 identische Platten, aber unabh voneinander
-> gleiche Muster auf den Platten
-> Mutationen waren schon auf Masterplatte vorhanden, erst nach Kontakt mit Selektionsdruck werden die zb antibiotikaresistenten sichtbar (nicht mehr konfluentes Wachstum, sondern einzelne Kolonien erkennbar)

Question 7

Arten von Mutationen

Answer 7

Missense Mut.: Punktmutationen:
-> 1. Base mutiert: fehlerhaftes und nicht manchmal nicht funktionales Protein
Nonsens Mut.: letzte Base mutiert, Stoppkodon (UAG), loss of function durch unvollständiges Protein Mutation
Stille Mutation: Mutation ohne Auswirkung

Geschwindigkeit der Translation ist wichtig für die Faltung des neuen Proteins, die Faltunsgeschw, spielt eine Rolle bei manchen Proteinen
bei stiller Mut. bei rare Kodon: kann zu langsamerer Faltung und dadurch evtl auch zu zu Funktionsverlust führen

Question 8

Insertion und Deletion

Question 9

Revertant

Question 10

Arten von Mutanten

Question 11

Wie werden Mutanten gefunden?

Answer 11

Selektion:
Bedingungen, welche das Wachstum
der gesuchten Mutante begünstigen.
z.B., Antibiotikaresistenz
z.B., Phagenresistenz

-Screen:
Individuen werden auf die gesuchte
Mutation untersucht
z.B., Fermentations-Indikatorplatten
z.B., Schwimmagarplatten

Question 12

Screen