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Genetik > VO2 > Flashcards

VO2 Flashcards

1
Q

Entdeckung von micro RNAs

A

Victor Ambros and Gary Ruvkun

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Q

Ambros und Ruvkun

Heterochronic Genes

A

Regulieren Larven-Erwachsenen-Übergang (L/A switch)

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3
Q

Ambros und Ruvkun

lin-4

A

Kodiert für microRNA, hemmt lin-14

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4
Q

Ambros und Ruvkun

lin-14

A

Ziel von lin-4, aber mRNA-Produktion nicht gehemmt

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Q

Ambros und Ruvkun

Funktion von lin-4-microRNA

A
  • Bindet komplementär an lin-14-mRNA
  • Hemmt Proteinproduktion, nicht mRNA-Produktion
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6
Q

Ambros und Ruvkun

Regulatorischer Abschnitt

A

Abschnitt in lin-14-mRNA notwendig für Hemmung durch lin-4

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7
Q

Ambros und Ruvkun

Universelle Genregulation

A

microRNAs regulieren Gene in allen mehrzelligen Organismen

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8
Q

Ambros und Ruvkun

microRNA-Mutationen

A

Verursachen Krankheiten (z. B. Krebs, Schwerhörigkeit, Augen- und Skeletterkrankungen)

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9
Q

Verpackung von DNA

A

DNA ist ein langes, lineares Molekül daher enger gepackt

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10
Q

Verpackung von DNA

Viren

A

DNA oder RNA, linear oder zirkulär

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11
Q

Verpackung von DNA

Prokaryoten

A

zirkuläre chromosomale DNA und extrachromosomale zirkuläre DNA-Plasmide. Manchmal auch lineare Chromosomen.

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12
Q

Verpackung von DNA

Eukaryoten

A

lineare DNA Chromosomen

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13
Q

Verpackung von DNA

Organellen

A

zirkuläre DNA Genome

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14
Q

Verpackung von DNA

Nucleoid

A

Eng gepackte chromosomale DNA in Bakterien und Archaea

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15
Q

E. coli Chromosom

A

Länge: ca. 1.100 µm (1.000x länger als das Bakterium)

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16
Q

Supercoiling

A
  • Stärkere gepackt durch verzwirbelung
  • Durch Einzelstrangbruch (nick) entsteht ein open circle
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17
Q

Supercoiling-Typen

A

Positiv (mehr Windungen) oder negativ (weniger Windungen)

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18
Q

Supercoiling Topoisomerase

A
  • Spaltet, windet und verknüpft DNA neu
  • Essenziell für DNA-Packung
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19
Q

Topoisomerase Typ 1

A

schneidet einen Strang und führt den zweiten Strang der Helix durch den geschnittenen Strang

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20
Q

Bakterielle Chromosomen

A

in loops organisiert → es ist nicht klar
welche Proteine an deren Basis sitzen

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21
Q

Negative Supercoiled

A

Loops

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22
Q

Loops in Menschlichen DNA

A

ca. 10.000 loops

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23
Q

C-Wert

A

Haploider, nicht replizierter DNA-Gehalt einer Zelle (in pg oder bp)

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24
Q
A
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25
Q

C-Wert Unterschiede

A

Enorme Unterschiede zwischen Organismen

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26
Q

Eukaryotische Chromosomen

A
  • Meist Diploid (besitzen jeweils 2 – nahezu-idente Chromosomen 1x väterlich, 1x mütterlich)
  • → menschliche diploide Karyotyp (46 Chromosomen. 23 von der Eizelle und 23 durch das Spermium)
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27
Q

Chromatin

A
  • DNA im Zellkern, organisiert als Chromatin
  • Chromos = Farbe
  • Chromatin = Färben
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28
Q

DNA Länge des menschlichen Genoms

A

ca. 2m lang, passt jedoch in einen 10 µm
Großen Zellkern

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29
Q

Histone und DNA

A

DNA komplexiert mit Histonen (ist um Histone gewickelt) und ergibt so die 10 nm fiber

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30
Q

Histon-Oktamer

A

Besteht aus 2x H2A, H2B, H3, H4

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31
Q

DNA-Wicklung

A

146 bp DNA, 2x um Histon-Oktamer gewickelt

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32
Q

Linker-Histon H1

A

Erhöht Kompaktierung → Bildung der 30 nm Fiber

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33
Q

Solenoid-Struktur

A

30 nm Struktur

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34
Q

DNA-Organisation

A

DNA vermutlich in Schleifen organisiert

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35
Q

Metaphase

A

Schleifen sind am Chromosomen-Scaffold (Achsen von Metaphasechromosomen) angeheftet

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36
Q

DNA-Kompaktierung (Eukaryoten)

A
  • Doppelhelix gewunden um Histone
  • Histone kompaktiert (speziell durch Histon H1)
  • weiter kompaktiert durch loops
  • loops werden zu weiteren loops kompaktiert
  • Chromosom
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37
Q

DNA-Kondensation im Zellzyklus

A
  • Unterschiedliche Kondensation während des Zellzyklus
  • Alle DNA stark kondensiert
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38
Q

Interphase

Euchromatin

A

Dekondensiert, enthält Gene

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39
Q

Interphase

Heterochromatin

A

Kondensiert, enthält nicht-kodierende DNA (z. B. transposable Elemente)

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40
Q

Zentromere

A

Punkte des Spindelansatzes in der Mitose

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41
Q

Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae)

A

Zentromersequenz: sehr kurz, hoch konserviert zwischen Chromosomen

42
Q

Höhere Eukaryoten (z. B. Säuger)

A

Zentromersequenz: sehr lang, besteht aus vielen Repeats

43
Q

Basenkomplementarität

A

Ermöglicht exakte Kopien bei der DNA-Replikation

44
Q

DNA-Replikationsmodelle

A
  1. Semikonservative
  2. Konservative
  3. Dispersive
45
Q

Meselson und Stahl Experiment 1958

A
  • Semikonservative Replikation
  • Verwendung von verschiedenen radioaktiven Isotopen für Stickstoff
46
Q

Meselson und Stahl Experiment 1958

Dichtegradienten-Zentrifugation

A
  • Cäsiumchlorid erzeugt einen Gradienten
  • DNA-Moleküle trennen sich nach Größe
47
Q

Meselson und Stahl Experiment 1958

DNA-Detektion

A
  • Aromatische Ringe absorbieren kurzwelliges Licht
  • Schwarzer Strich im Röhrchen zeigt Präsenz von DNA
48
Q

Meselson und Stahl Experiment 1958

Experimentablauf

A
  1. Bakterienkultur mit schwerem Stickstoff wachsen lassen
  2. DNA isoliert und im Dichtegradienten zentrifugiert (uniform schwere DNA)
  3. Bakterien in leichtes Stickstoffmedium überführen und eine Generation vervielfältigen
49
Q

Meselson und Stahl Experiment 1958

Ergebnisse

A
  • Mixed Doppelstränge von DNA-Molekülen nach einer Generation
  • Bei weiteren Zyklen im leichten Stickstoff verdünnt sich das Gewicht
  • Mutterstrang bleibt in jeder DNA enthalten
50
Q

DNA-Polymerisation erfordert:

A
  • Desoxynucleotidtriphosphate (dNTPs)
  • DNA-Polymerase (Enzym)
  • Freies 3’ OH Ende (Startpunkt)
  • Template (Vorlage)
51
Q

Richtung der DNA-Replikation

A

Immer von 5’ nach 3’

52
Q

DNA Replikation

Komplementarität

A
  • DNA-Replikation ist komplementär zur Matrize (Template)
  • Bindung von Phosphodiesterbrücken führt zur Freisetzung von Pyrophosphat
53
Q

DNA Replikation

Energiequelle

A

Energie stammt aus Hydrolyse eines dNTPs zu dNMP

54
Q

DNA Synthese

3’ OH Ende

A
  • Neues 3’ OH Ende ermöglicht weitere DNA-Synthese
  • Nukleophiler Angriff auf alpha-Phosphat (durch Polymerase)
55
Q

DNA Replikation Geschwindigkeit

Bakterien

A

850 Nukleotide pro Sekunde

56
Q

DNA Replikation Geschwindigkeit

Eukaryoten

A

60 bis 100 Nukleotide pro Sekunde

57
Q

DNA-Replikation Start

A
  1. Beginnt an Origin of Replication (bei Bakterien definierte Sequenz)
  2. DNA a-Protein erkennt Origin, bereitet Replikation vor
58
Q

DNA-Replikation Start

Helikase und Ladeprotein

A
  1. Helikase (DnaB) entwindet DNA, durch Ladeprotein (DnaC) auf DNA geladen
  2. Entwindung bei AT-reicher Sequenz (an dieser Stelle kann Replikation beginnen)
59
Q

DNA-Replikation Start

3’ OH Startpunkt

A

Primasen binden an und starten Synthese am freien 3’ OH Ende

60
Q

RNA-Moleküle können ___
vermehren

A

sich selbst

61
Q

Wichtige Faktoren für DNA-Replikation (Arthur Kornberg Experimente)

A
  1. DNA-Template (Vorlage)
  2. DNA-Primer (meist RNA mit freiem 3’ OH)
  3. dNTPs (Desoxynukleotid-Triphosphate)
  4. DNA-Polymerase I
  5. Magnesium
62
Q

DNA Polymerasen und deren mögliche Aktivitäten

A
  • 5’-3’ Polymerase
  • 3’-5’ Exonuklease
  • 5’-3’ Exonuklease
63
Q

DNA Polymerasen und deren mögliche Aktivitäten

5’-3’ Polymerase Aktivität

A

zur Neusynthese von DNA

64
Q

DNA Polymerasen und deren mögliche Aktivitäten

3’-5’ Exonuklease Aktivität

A
  • “Proofreading Aktivität”
  • Entfernt gerade eingebaute Nukleotide vom 3’ Ende wenn diese nicht korrekt zB falsche Basenpaarung eingebaut wurden
65
Q

DNA Polymerasen und deren mögliche Aktivitäten

5’-3’ Exonuklease Aktivität

A

Entfernt DNA oder RNA Stränge von deren 5’
Ende

66
Q

Bakterielle DNA-Polymerasen

DNA Pol I

A

Hat alle drei Aktivitäten (5’-3’ Polymerase, 3’-5’ Exonuklease und 5’-3’ Exonuklease)

67
Q

Bakterielle DNA-Polymerasen

DNA Pol III

A

Besitzt 5’-3’ Polymerase und 3’-5’ Exonuklease, aber keine 5’-3’ Exonuklease

68
Q

Notwendigkeit der Primase

A
  • DNA-Polymerase kann keine de novo Synthese beginnen
  • Primase stellt kurzes RNA-Fragment mit 3’ OH Ende bereit
69
Q

DNA Pol III Verlängerung

A

Verlängert das 3’ OH Ende des RNA-Primers

70
Q

Leading Strand

A

Kontinuierliche Verlängerung in Richtung der Replikationsgabel

71
Q

Lagging Strand

A
  • Diskontinuierliche Verlängerung
  • Benötigt mehrere RNA-Primer
  • Bildet kurze DNA-Stücke (Okazaki-Fragmente)
72
Q

Verknüpfung der Okazaki-Fragmente

A
  • RNA-Primer werden entfernt
  • DNA-Fragmente durch Ligase verbunden (Ligierung)
73
Q

RNA-Primer Entfernung

A
  • DNA Pol III wird durch DNA Pol I ersetzt
  • DNA Pol I hat 5’-3’ Exonuklease-Aktivität, entfernt RNA-Primer
74
Q

Bidirektionale Replikation

A
  • “Replikationsblase” bildet sich, mit je einem Leading- und Lagging-Strang an beiden Gabeln
  • Replikation bakterieller Plasmide und Chromosomen bidirektional
75
Q

Eukaryoten

Replikons

A
  • Replizierende Einheiten in Eukaryoten
  • Definiert durch ARS (autonomous replicating sequences)
76
Q

Eukaryoten

ARS (Autonomous Replicating Sequences)

A

DNA-Sequenzen, die Replikation starten

77
Q

Eukaryoten

ORC (Origin Recognition Complex)

A

Proteinkomplex, erkennt ARS und initiiert Replikation

78
Q

Eukaryotische Chromosomen

A
  • Enthalten mehrere ARS
  • Replikation muss streng reguliert werden
79
Q

Genfunktion

A

Gene kodieren meist für Proteine

80
Q

Archibald Garrod (1902)

A
  • Arzt, studierte Alkaptonurie
  • Zeigte, dass Alkaptonurie eine rezessive Erbkrankheit ist
81
Q

Archibald Garrod

Alkaptonurie und Homogentisinsäure

A
  • Patienten scheiden Homogentisinsäure aus
  • Ursache: Unfähigkeit, Homogentisinsäure abzubauen
82
Q

Schlussfolgerung von Garrod

A

Blockade in einem Stoffwechselprozess führt zur Akkumulation eines Intermediats

83
Q

OMIM

A
  • Online Mendelian Inheritance in Man
  • alle human genetischen Krankheiten (Zusammenhang: Phänotyp und Genotyp), wird täglich aktualisiert
84
Q

Neurospora als Modellorganismus

A

Verwendet zur Isolierung von Mutanten mit Defekten in spezifischen Stoffwechselwegen

85
Q

Aminosäure-Biosynthese in Neurospora

A

Auxotrophe Mutanten: auf externe Zufuhr bestimmter Aminosäuren angewiesen

86
Q

Nutzen von Auxotrophie

A

Identifikation und Untersuchung defekter Gene in Aminosäure-Biosynthesewegen

87
Q

Hefegenetik

A

Verwendung von Hefen als Modellorganismen zur Untersuchung genetischer Prozesse, insbesondere in der Aminosäurebiosynthese.

88
Q

Konservierte Biosynthese

A

Der Aufbau von Aminosäuren ist in Eukaryoten und Prokaryoten ähnlich und evolutionär bewahrt.

89
Q

Diploid

A

Organismus mit zwei identischen Genkopien (z.B. zwei Chromosomen für jedes Gen).

90
Q

Mutagenese

A

Prozess zur gezielten Einführung von Mutationen in ein Gen, um dessen Funktion zu untersuchen.

91
Q

Minimalmedium

A

Nährmedium, das keine externen Aminosäuren enthält; zwingt Organismen zur eigenen Synthese von Aminosäuren.

92
Q

Beadle und Tatum (1942)

Versuch

A

Isolation von Auxotrophie-Mutanten in Neurospora crassa

93
Q

Beadle und Tatum (1942)

Erkenntis

A

Analyse von met- (Methionin-Auxotrophie) Mutanten ermöglichte das Aufstellen biochemischer Stoffwechselwege und das Identifizieren beteiligter Enzyme

94
Q

Beadle und Tatum (1942)

Resultat

A
  • Formulierung der 1-Gen-1-Enzym-Hypothese
  • Revision: Da viele Enzyme aus mehreren Proteinen bestehen, wurde die Hypothese zur 1-Gen-1-Polypeptid-Hypothese erweitert
95
Q

One Gene – One RNA Modell

A

Gene (DNA-Abschnitte) werden in RNA transkribiert. Oft hat die RNA selbst eine Funktion, ohne in ein Protein übersetzt zu werden.

96
Q

Funktionelle RNA

A

RNA-Moleküle, die wichtige Funktionen im Zellstoffwechsel erfüllen, ohne in Proteine umgeschrieben zu werden; ihr Fehlen kann Phänotypen beeinflussen.

97
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Ribosomale RNA (rRNA):

A

bildet den Grossteil des Ribosoms (Translation)

98
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Small nuclear RNA (snRNA):

A

bildet den katalytischen Teil des spliceosoms (RNA splicing)

99
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Small interfering RNA (siRNA):

A

essentieller Teil der RNA gesteuerten Interferenz (RNAi)

100
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Small nucleolar RNAs (snoRNAs):

A

steuern Modifikationen in der rRNA

101
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Micro RNAs (miRNAs):

A

regulieren die Translation und Stabilität von RNAs

102
Q

nicht kodierender RNAs: Funktion

Short heterochromatic RNAs (shRNA):

A

Kontrollieren die Stillegung von chromosomalen Regionen

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