Vorlesung 9

Question 1

Positionsspezifische DNA Rekombination

Answer 1

CSSR (Konservative positions-spezifische Rekombination; kann zur Umkehr der Sequenz kommen) oder Transposition
Hauptursache für spontane Mutation
Schlüsselrolle bei viraler Infektion
Schlüsselrolle bei Entwicklung des Immunsysntems

Question 2

Transposition

Answer 2

eine Position -> neue Position springen
50% des menschlichen Genoms aus Transposons

Question 3

Phagenzyklus

Answer 3

normaler pathway: lytischer Zyklus, Bakterienzelle wird aufgelöst, Phagen freigesetzt
DNA Zircularisiert, exprimiert, Phagen assmbliert, Zelle lysiert, Freisetzung
T-Phagen haben nur lytischen Zyklus
Lysogener Weg: Zelle KANN lysiert werden; DNA als Prophage eingebaut und stummgeschalten
Prophage kann aktiviert werden und in lytischen Zyklus übergehen

Question 4

Phagengenom, positionsspez DNA Rekombination

Answer 4

Phage hat Rekombinationsstelle, Bakteriengenom auch
Rekombinationsereignis möglich
Rekombinase/Integrase erkennt Sequenzen
3 Möglichkeiten: Insertion, Deletion (Rekombinationsstellen in in gleiche Richtung gerichtet); Inversion, wenn Rekombinationsstellen in verschiedene Richtung gerichtet
Rekobinationsstellen werden nämlich aneinander ausgerichtet-> Schleifenbildung bei Deletion, Haarnadel bei Inversion

Question 5

Rekombinationsstllen, Aufbau, Ablauf

Answer 5

TAGC, flankiert von inversen Sequenzen
Rekombinasen sind tetramere, jeweils 2 UE binden an jeden Strang an die flankierenden invers laufenden Palindormsequenzen
2 UE tauschen Position und nehmen DNA Strang mit
dann Ligation

Question 6

koservative Rekombination, Merkmale

Answer 6

kein ATP Verbruach, kein Energieverlust, Anzahl der Phosphodiester-Bindungen bleibt konstant

Question 7

Serin Rekombinase

Answer 7

beide Stränge komplett durchgeschnitten
kovalente Bindung
SWAP DNA Partners, UE nehmen DNA mit
freie 3’ Enden, Rekombinase über 5’ Ende an DNA gebunden
Überkreuzung von Einzelsträngen, Holliday Struktur

Question 8

Tyrosin Rekomboinasen

Answer 8

Schnitte zeitlich versetzt
freie 5’ Oh Gruppe, kovalente Bindung von P am 3’ OH
nur Einzelstrangschnitt (nick), 1.Überkreuzung, Kolliday-Strktur, 2. Nick und Überkreuzung

Question 9

tRNA gene

Answer 9

sicherer Hafen für Phagen
stem loop als Bindungsstelle
weil viel mehr tRNA Gene in E coli und Mensch als nötig

Question 10

Cre (-> Cre Rekombinase)

Answer 10

Rekombinase aus Phage P1 (hat lysogenen und lytischen Zyklus)
im lysogenen Zyklus liegt Phagen DNA wie als Plasmid vor
an beiden Enden der Phagen DNA Rekombinationsstellen loxP
Autausch der DNA Doppelstränge, kleiner Teil abgeschnitten, Plasmid entsteht aus linearer DNA

Question 11

Cre/loxP System

Answer 11

Target Gen von 2 loxP Site flankiert
mit Cre Rekombinase soll Rekombination ausgelöst werden und Target Gen deletiert werden
1x Maus: Gen gefloxt
1x Maus: Cre mit Protomor des Gens eingebracht

Question 12

Promotor für Cre

Answer 12

organspezifisch, entwicklungspezifisch, induzierbar

Question 13

bakteriophage lambda

Answer 13

integriert DNA als Prophage
macht das gleiche wie P1, nur Rekombinationsstellen nicht auf eigener DNA (attP auf eigener DNA, attB auf Bakterium)
lineare DNA-Enden mit kurzen einzelsträngigen, komplexmentären Abschnitten -> Rezirkularisierung

Question 14

Salmonella

Answer 14

Rekombinatiosstellen
Regulation der Flagellin-Gene H1 und H2
Region dazwischen invertable Segmente
H1 überlebt länger
ON: H2 exprimiert und H1 Repressor

Question 15

DNA-Transposons Aufbau

Answer 15

Tranpoasase,
flankiert von target site repeats
dazwischen noch inversted repeats

Question 16

TN10

Answer 16

hat Präferenz, in frisch replizierter DNA zu translokieren
aus 2 IS-Elementen zusammengesetzt
IS10L defective
IS10R mit Transposase-Gen
stellt sicher, dass TN10 nicht übermäßig mobil ist

Question 17

Replikativer Mechanismus DNA Transposons

Answer 17

Transposons an îrgendeiner Stelle, springt
Transposase erkennt transposon an IR-Sequenzen, Strang geschnitten aber nur nick, 3’ OH frei
Integration in target DNA: Bildung eines DNA Intermediats mit Donor und Akzeptor
Repliaktion durch das Transposon, Kopie an 2. Stelle eingefügt, indem Transposase erneut schneidet
durch Ligase geschlossen

Question 18

LTR-Retrotransposons

Answer 18

von Protomor weit vorne aus transkribiert
RNA durch RT ins cDNA
3’ Enden abgeschnitten
Strangtransfer
DNA Repair und Ligation

Question 19

Transposon Cut and Paste Mechanismus / nicht-replikativer Mechanismus

Answer 19

Transposase bindet an terminal inverted repeats (2x), DNA-Krümmung, Bildung Synapse
Transposase schneidet Donor-DNA direkt außerhalb der IRs und löst Transposon heraus
freies 3’OH-Ende, Transfer und Umesterung in Target DNA
DNA Pol und Ligase
WICHTIG: Schnitt des 2. Strangs

Question 20

Poly-A-Retrotranspons; Merkmale

Answer 20

PolyA-Schwanz am 3’ der RNA für RT
Integrationsmechanismus: target primed reverse transcription
Integration in T-reiche Sequenzen

Question 21

Überlebensstrategie von Transposons

Answer 21

sind mutagen und wollen deshalb Selektion vermeiden
>Vermittlung von Resistenzen (Antibiotika)
>Safe Havens wir tRNA Operons (viele Kopien, ein Defekt schadet nicht)
>Intron-Mimikry

Question 22

LINE-Elemente

Answer 22

Long interspaced nuclear elements
Klasse transponierbarer Elemente in Eukaryoten, die über RNA-Zwischenstufe replizieren
keine LTRs
PolyA-Sequenz
ORF1: RNA Binding Protein
ORF2: Reverse transcriptase/ Endonuclease

Question 23

Yeast Ty Element

Answer 23

ein LTR Retrotransposon, ähnelt Retroviren
integriert häufig in tRNA gene (safe havens)
produzieren auch strukturelle Proteine, die als Virus like Particels verpackt werden

Question 24

PolyA-Retrotransposons, Mechanismus

Answer 24

wird transkribiert
RNA mit PolyA-Schwanz
Proteine werden exprimiert und binden an 3’ der eiogenen RNA und suchen T-reiche Sequenzen (Ribonucleoproteinkomplex)
ORF2 (Endonuclease-Aktivität) schneidet Ziel DNA (nick), freie 3’ als Primer für RT
ORF2 verwendet LINE RNA als Vorlage, beginnend am PolyA-Schwanz, währenddessen auch anderer Strang geschnitten
Integration als cDNA

Question 25

SINEs

Answer 25

Short interspersed Nuclear Elements
100-400bp
keine LTRs
PolyA-Sequenz
kein ORF
passives Element
nutzen RT und DNA bindendes Protein aus LINE-Elementen für Transposition