Zu welcher zellulären Struktur gehören Telomere, was ist ihre

Zu welcher zellulären Struktur gehören Telomere, was ist
ihre Funktion?
• Ende eines Chromosoms und der in ihm enthaltenen
Doppelhelix
Zu welcher zellulären Struktur gehören NucleolusOrganisator (NO), was ist seine Funktion?
Die sekundäre Einschnürung (Konstriktion) in manchen
Chromosomen kennzeichnet die chromosomale Region, in
der während der Interphase der Nucleolus gebildet wird.
Sie wir daher auch Nucleolusbildungsort oder
Nucleolusorganizerregion genannt.
Zu welcher zellulären Struktur gehören Centromere, was ist
ihre Funktion?
Besonderer Abschnitt in den Chromosomen der
Eukaryonten, der bei der Zellteilung für die richtige
Verteilung der Chromosomen auf die Tochterzellen
gebraucht wird. Im Mikroskop ist das Centromer häufig als
Einschnürung der Mitosechromosomen zu erkennen.
Was ist ein Chromosom?
Fadenartige, Gene tragende Strukturen im Zellkern. Jedes
Chromosom besteht aus einem sehr langen DNA-Molekül
und damit assoziierten Proteinen.
Wie unterscheiden sich Eu- und Heterochromatin?
Beschreiben sie auch mögliche Modifikationen der
beteiligten Proteine und Nukleinsäuren.
Heterochromatin: nicht transkripiertes eukaryontisches
Chromatin, das so stark verdichtet ist, dass es während der
Interphase im Lichtmikroskop sichtbar ist.
Euchromatin ist die aufgelockerte Form des
Eukaryontenchromatins, die transkripiert werden kann.
In den Bereichen des Euchromatin sind die Histone
acetylisiert und können die Nucleosome wenig
kondensieren, in den Bereichen des Heterochromatin sind
die Histone Methyliert und können die Nucleosome stärker
kondensieren.
Wie ist das Nucleosom aufgebaut?
DNA und Histonmoleküle bilden eine „Perlenschnur“,
welche aus Nukleosomen in lockerer Anordnung besteht.
Jedes Nucleosom besitzt je 2 Moleküle der vier Typen von
Histonen, um die sich die DNA wickelt. Das fünfte Histon
(H1) bindet an der DNA in der Nähe einer „Perle“
Zeichnung: Extrablatt Nr. 1
Wie groß sind die haploiden Genome von Mensch und
Maus?
Mensch: 23 Chromosomen-Paare
Maus: 20 Chromosomen-Paare
Beide Genome liegen in der Größenordnung von 3*109
Nucleotidpaaren (Typisch für Säuger)
Wie groß sind die haploiden Genome von Pflanzen?
Die Anzahl der Nucleotidpaare reicht von 108 (Arabidopsis)
bis 1011 (Lilie)
Welche Prozessierungsschritte führen zur maturen mRNA?
-5´capping
-3´polyadenylation (Addidion der A-Kette)
-Intron-splicing
In welche Richtung erfolgt die Synthese von RNA durch
RNA-Polymerasen?
Vom 5´ zum 3`-Ende
Wie unterscheidet sich die Transkription bei Pro- und
Eukaryonten?
Prokaryonten: Die komplette RNA wird von einer
Polymerase synthetisiert. Schon während der Transkription
findet Translation statt. Die Gene sind colinear zur mRNA.
mRNA ist meistens polycistronisch.
Eukaryonten: Synthese durch 3 Polymerasen. mRNA wird
prozessiert, bevor sie ins Cytoplasma wandert. Die Gene
enthalten oft Introns, die mRNA ist monocistronisch (Ein
Promoter- eine codierte Region)
Unterscheiden sie die Begriffe Gen und Allel.
Gen: bestimmte Region auf der DNA mit spezifischer
Nucleotidsequenz. Ein Gen codiert eine best.
Polypeptidkette.
Allel: Für jedes Merkmal gibt es zwei Gene, die Allele
heissen. (Je eines von jedem Elternteil) Sie liegen auf den
gleichen Genorten homologer Chromosomen.
Wie ist das Spliceosom aufgebaut?
5 versch. snRNPs lagern sich mit weiteren Proteinen zu
einem größeren Partikel zusammen, das als Spliceosom
bezeichnet wird. Eine komplexe Struktur die beim
Spleissen von RNA mit dem Ende des RNA- Introns in
Wechselwirkung tritt. Es setzt Introns frei und verbindet
zwei Exons.
Welche RNA-Typen kennen sie, und wie abundant sind sie
in der Zelle?
mRNA: decodiert Aminosäuren, ~1% der RNA
tRNA: AS-Transport zur Translation
rRNA: ribosomale Komponente, baut Ribosomen auf,
häufigster RNA-Typ
snRNA: wichtig fürs Spleissen
scRNA: Plasmidtransfer im Cytoplasma
Charakterisieren sie die Phasen des Zellzykluses
G1-Phase: Wachstum der Zelle
S-Phase: DNA-Replikation, Schwesterchromatidenbildung
G2-Phase: Wachstum der Zelle, Abschluss der
Zellteilungsvorbereitung
G1-, S-, G2- Phase zusammen wird auch als Interphase
bezeichnet.
M-Phase: Mitose (Pro-, ProMeta-, Meta, Ana-, Telophase)
plus Zytokinese(=Einschnürung)
Beschreiben Sie die Phasen der Mitose.
Prophase: Chromosomenverdichtung, werden sichtbar;
Kernspindel formt sich, Polkappen(Pflanzen) bzw. Centriol
und Centrosom(Vieh) entstehen.
Metaphase: Spindelfasern ordnen Chromosomen in der
Äquatorialebene an.
Anaphase: Chromosomen werden geteilt, die entstandenen
Chromatiden an die jew. Pole gezogen.
Telophase: Neue Kernmembran wird gebildet,
Spindelapparat abgebaut, und die Chromosomen werden
wieder unsichtbar.
Wie ist die Syntheserichtung in der Replikation?
Vom 3´- zum 5´- Ende.
Welche Funktion haben Telomere und wie werden sie
gebildet?
Telomere sind der Schutz der DNA-Enden. Sie bestehen
aus sich wiederholenden Basensequenzen(100-1000x) der
Form TTAGGG. Da die Enden oft nicht vollständig
transkripiert werden, schützen sie den Strang durch
Selbstopferung. Sie werden durch die Telomerase gebildet.
Dies erfolgt durch reverse Transkriptase.
Vergleichen sie Mitose und Meiose.
Meiose: 2 Zellteilungen  4 haploide Meioseprodukte,
Chromosomenzahl wird halbiert. Eine prämitotische SPhase, danach die beiden Zellteilungen. Centromere teilen
sich nicht in der Anaphase 1, sondern in der Anaphase 2.
Zellen die Meiose erfahren müssen diploid sein.
Mitose: 1 Zellteilung  2 diploide Tochterzellen
Chromosomenzahl bleibt gleich,
es finden keine Genotypischen-Veränderungen statt.
Centromere teilen sich in der Anaphase.
Zellen die Mitose erfahren können diploid oder haploid
sein.
Stammbaumanalyse: einfache Erbgänge (z.B.
Unterschiede autosomal / gonosomal)
Autosomal: Vererbung über „normale“ Chromosomen
gonosomal: Vererbung über die geschlechtsbestimmenden
Chromosomen.
Phenotyp: äußeres Erscheinungsbild eines vererbten
Merkmals
Bei dominant-rezessiven Erbgängen setzt sich jeweils das
dominante Allel durch, nur reinerbige rezessive
Nachkommen weisen den rezessiven Phenotypen auf.
Sie untersuchen einen diploiden Organismus. Die Gene
X, Y
und Z sind durch ihre Mutanten definiert.
Aus Kreuzungsexperimenten resultiert:
X und Z sind 30 cM voneinander entfernt,
Y und X sind 25 cM voneinander entfernt.
Liegen die Gene Y und Z auf einem Chromosom?
Falls es mehr als 50 cM Abstand ist, können die Gene auf
verschiedenen Genen liegen.
Ist die Anordnung X-----Y-Z, so beträgt der Abstand Y-Z 5
cM, und sie müssen auf einem Chromosom liegen.
Ist die Anordnung Y-----X------Z, beträgt der Abstand Y-Z
55cM, und sie könnten auf verschiedenen Chromosomen
liegen.
Unterscheiden Sie die Prozesse Transformation
Transduktion
Conjugation
bei Bakterien.
Transformation: Aufnahme von DNA-Fragmenten von
einem extrazellullären Medium aus der Umgebung
Transduktion: Übertragung von DNA von einem
Bakterium zu einem anderen mittels Bakteriophagen.
Ein oder mehrere Gene einer Wirtszelle werden in Phagen
verpackt. Nach der Infektion eines anderen Bakteriums
wird dieses Fremdgehen auf das bakterium übertragen.
Konjugation: Genaustausch erfolgt über
Plasmidübertragung mit anschliessender
Genomübertragung, wenn das Plasmid integriert.
(Fertilitätsfaktor)
Welche eine Aussage trifft für die Pflanzentransformation
mit
Agrobacterium tumefaciens zu?
b) In die Pflanze wird die zwischen linker und rechter
border liegende T-DNA
transferiert.
Was ist die "natürliche" Funktion von
Restriktionsendonukleasen und wozu
werden sie in der Molekularbiologie verwendet?
In der Natur schützen diese Enzyme Bakterien vor dem
Eindringen von DNA anderer Organismen, etwa von Viren
oder anderen Bakterienkeimzellen. Dabei zerschneiden sie
fremde DNA in einem Vorgang, den man als Restriktion
bezeichnet. Die meisten Restriktionsenzyme wirken sehr
spezifisch, d.h. sie erkennen kurze, definierte
Nukleotidsequenzen des DNA-Moleküls und schneiden an
best. Stellen innerhalb dieser Sequenz. Deshalb werden
sie in der Molekularbiologie zu Hilfe genommen um
physikalische Karten bzw. genet. Fingerprints zu erstellen.
Zu welchem Zweck und wie erstellt man eine Knock-outmaus?
Zweck: Bei K.O.-Mäusen wird gezielt ein Gen
ausgeschaltet. Somit kann man gezielt Aussagen über
Funktion und Ort eines Gens machen. Das Problem war
bei Säugetieren, daß aufgrund von geringen Nachkommen
die gezielt und einfache Erzeugung von Mutanten nicht
möglich war.
Herstellung: gezielt mutierte Stammzellen aus den
Blastocysten einer Homozygotenmaus werden in ein
Blastocyst einer unmutierten Maus eingeführt. Aus dem
Blastocyst entsteht ein chimäres Tier, die k.o.-Maus. Das
Tier ist Mosaikartig aus dem unmutierten und mutierten
Genom zusammengesetzt. Kreuzt man nun 2 dieser
Chimären, sind deren Nachkommen zu 25% mutiert.
Welche kurzen repetitiven Sequenzen in eukaryontischen
Genomen kennen sie und wozu kann man diese
verwenden?
Minisatelliten: VNTR‘s: Sie bestehen aus repetitiver DNA
die unterschiedlich oft wiederholt wird ( various number of
tandem repeats)
Microsatelliten: (AT)n (CAG)n: Sie sind kleine Klassen
repetitiver DNA, die aus di- oder trinucleotiden
Wiederholungen bestehen. Sie sind zwischen Individuen
stark variabel (SSLP)(single side length polymorphism)
Mini- und Microsatelliten spielen als Marker im Genom eine
entscheidende Rolle.
Darüber hinaus kommen noch andere repetitive Elemente
vor. Man unterscheidet SINE- und LINE-DNA.
Was versteht man unter einem genetischen Fingerprint?
Welche chromosomale Dna ist dafür die Basis und wie wird
der Fingerprint erstellt.
DNA-Fingerprints werden in der forensischen Medizin
benutzt. Minimalste DNA-Mengen werden isoliert um
spezifische Segmente, die VNTR-Sequenzen, mittels
PCR zu vervielfältigen. Danach werden
Restriktionsendonukleasen zur Gewinnung von
Restriktionsfragmenten eingesetzt. Nun werden die
repetitiven Sequenzen verglichen. Das gefundene
Bandmuster gibt den genteischen Fingerabdruck, sie sind
der Nachweis für Minisatellitenpolymorphismen mit
Hilfe von PCR-Methoden. Diese dienen zur genetischen
Kartierung. Eine von mehreren 100-mill. kann somit
eindeutig identifiziert werden.
Wie unterscheiden sich genetische und physikaliche
Karten?
Genetische Karte: Angabe der Genabstände in cM (centi
Morgan)
Physikalische Karte: Angabe der Genabstände in realen
Einheiten (nm, mm)
Erläutern Sie den Begriff Transkriptom!
Transkriptom bedeutet die Gesamtheit aller Transkripte.
Man kann diese Gesamtheit mittels der SAGE-Technik
oder mit DNA-Microarrays analysieren. Es kann durch
DNA-Chips beobachtet werden.
Wie wirkt das chemische Mutagen Ethylmethansulfonat
(EMS)? Beschreiben Sie den Wirkmechanismus mit
chemischen Formeln!
Durch das Einwirken von EMS entsteht aus Guanin Ortho6-Ethylguanin, sowie aus Thymin O-4-Ethylthymin. Diese
mutierten Formen bewirken durch ihre veränderten
Paarungseigenschaften direkte DNA-Mutationen (O-6Ethylguanin paart sich mit Thymin, O-4-Ethylthymin mit
Guanin).
Frag sebi.
Vergleichen sie die Konsequenzen von Keimbahn- und
somatischer Mutation.
Somatische Mutationen: Treten in der Gewebeentwicklung
auf; sie betreffen je nach Zeitpunkt ihres Auftretens
verschieden große Bereiche eines Organismus. Treten sie
früh in der Entwicklung auf kommt es zu großen mutierten
Regionen. Treten sie später auf sind die Regionen kleiner.
Keimbahn-Muationen: Sie treten erst in der nächsten
Generation auf und haben keinen Einfluß auf den
Phenotypen.
Warum werden triploide / tetraploide Pflanzen gebildet /
gezüchtet?
Tetra- und Triploide Pflanzen sind bes. Formen der
Polyploide mit bes. erwünschten Eigenschaften.
Beispielsweise Weintrauben oder Melonen mit bes. kleinen
Kernen (triploid) oder größere Früchte (tetraploid)
Polyploide haben bei Pflanzen im allgemeinen bessere
Resistenzeigenschaften.
Menschliche Embryonen mit mehreren
Chromosomensätzen sind im allgemeinen letal.
Welche Chromosomenmutationen tragen zur Artenbildung
bei?
Translokation: Verlagerung eines Chromosomenstücks von
seinem ursprüngl. Ort auf ein anderes Chromosom oder an
eine andere Stelle des gleichen Chromosoms
Deletion: Verlust von Abschnitten eines Chromosoms
Insertion: Einbau eines DNA-Stücks in ein Chromosom
Inversion: Verdrehung eines Chromosomen-Abschnitts um
180°
Welche Aussage kann man mit dem Komplementationstest
machen?
Der Komplementationstest ist ein wichtiges Verfahren zur
Feststellung ob zwei Mutanten im gleichen Gen mutiert
sind. Der Test ist eine Testkreuzung zw. 2 rezessiven
Mutanten im gleichen Phenotyp. (Liegen zwei Mutationen
in der gleichen genetischen Funktionseinheit oder nicht?)
Beschreiben sie die Unterschiede in der Transposition von
Retrotransposons und Transposons mit terminal
invertierten Repeats (TIR´s).
Retrotransposon: Kopieren eines DNA-Abschnittes und
abschliessendes Einfügen. Sie haben große Ähnlichkeit mit
Retroviren.
Transponson: Ausschneiden eines DNA-Abschnitts
späteres Einfügen. Sie sind durch flankierende
Duplikationen der Insertionsstelle gekennzeichnet (TIR´s).
Transposons sind genetische Elemente die ihre Position
innerhalb des Genoms verändern können. Sie sind in der
Lage, komplexere Veränderungen im Genom zu induzieren
und evtl. sogar Neukombinationen funktioneller
Genbereiche zu bewirken.
Nennen sie zwei Beispiele für Proteindomänen, die in
Transkriptionsfaktoren vorkommen können.
Aktivierungsdomäne: Bindungsdomäne von
Tanskriptionsfaktoren, die zum Teil durch Kinase aktiviert
werden können, bzw. durch Phosphatase deaktieviert. Es
sind Bindungsstellen zu Coaktivatoren oder Teil des
basiskomplexes.
DNA-Bindungsdomäne: Bindungsdomäne von
Transkriptionsfaktoren, die ein spez. Strukturmotiv (z.B.
Zinkfinger, Helix-Turn-Helix) enthalten.
Protein-Proteindomäne: Verbindet Proteine untereinander
Ist die Lage eines Enhancers bezüglich eines
Corepromoters in Eukaryonten festgelegt?
Gehören Enhancer zu den sog. Cis-regulatorischen
Elementen?
Enhancer sind Cis-regulatorische Proteine. Die Funktion ist
die Verstärkung der Transkription. Ihre Position ist
gegenüber den Genen nicht festgelegt, nur müssen sie auf
dem gleichen DNA-Molekül wie das Gen liegen (cisStellung)
Nennen Sie 2 Proteine, die bei der Regulation des
Zellzyklus wichtig sind.
P53-Protein.
RAS-Protein,
Zyclin- und Zyclinabhängige Basen,
CDK
Kinasen.
Nennen Sie ein Beispiel für ein Onkogen und beschreiben
Sie seine Funktion.
RAS-Protein: Onkogene sind mutierte Allele von ProtoOnkogenen und kommen in Viren vor oder gehören zum
normalen Genom. Sie sind Gene die Krebs auslösen. Onk.
Werden so mutiert, daß die Proteine, die sie codieren in
Tumorzellen aktiviert werden. In der Regel stellen sie
dominante Allele dar.
Nennen Sie ein Beispiel für ein Tumor-Supressorogen und
beschriften Sie seine Funktion.
P53-Protein: Sie sind mutante Allele der negativen
Regulatoren des Zellzykluses und können aus dominanten
und rezessiven Allelen bestehen. Sie hemmen die
Zellteilung durch eigene Proteinprodukte und verhindern so
unkontrollierte Zellteilung.
Was befindet sich am 3´- bzw. 5´- Ende eines
eukaryontischen Gens?
3´-Ende: Regulatorische Elemente, hier wird beim
prozessing der poly-A-Schwanz addiert
5´-Ende: Promoter-Region.
Was ist reverse Transkriptase?
Von manchen Retroviren benutzte Enzyme, die RNA als
Matrize für ihre eigene DNA-Synthese benutzen.
Was sind Proto-Onkogene?
Positive Regulatoren der Zellteilung
PCR?
Isolation von DNA-Polymerasen aus thermophilen
Bakterien
Zugabe von Oligonucleotiden und DNA-Polymerase zur
DNA-Matrize
Zyklische Temperaturänderung (exponentielle DNAReplikation)