Genetik UE13
Werbung
Übung 13 1. Im Enzym Xase, das aus einer Polypeptidkette aus 300 Aminosäuren besteht, findet sich in der Region der Aminosäuren 40-50 die folgende Aminosäurensequenz: ...-Arg-Met-Phe-Ala-Asn-His-Lys-Ser-Val-Gly-... Nach Mutagenese mit dem Basenanalog 5-Bromuracil (5BU) wird ein mutanter Stamm erhalten, in dem keine Xase-Aktivität nachweisbar ist. In diesem Stamm wird jedoch noch ein verkürztes Xase-Protein exprimiert, das nur noch aus einer Polypeptidkette von 47 Aminosäuren besteht. Am C-Terminus dieses Proteins wird die folgende Sequenz gefunden: ...-Arg-Met-Leu-Leu-Thr-Ile-Arg-Val-COOH Von diesem mutanten Stamm wird später zufälligerweise eine Variante isoliert, in dem wieder etwas Xase-Aktivität nachgewiesen werden kann, aber nur bei Wachstum bei niedriger Inkubationstemperatur. In der Xase, die in dieser Variante vorliegt, findet sich in der Region 40-50 die folgende Sequenz: ...-Arg-Met-Leu-Leu-Thr-Ile-Arg-Gly-Val-Gly-... a. Wie bezeichnet man die Mutation, die zunächst nach 5BU-Mutagenese erhalten worden ist? b. Entspricht diese Mutation dem Typ, der charakteristischerweise durch 5BU verursacht wird? c. Geben Sie eine Erklärung für das Entstehen der Variante mit reduzierter Xase-Aktivität. Welcher Begriff wird für diesen Vorgang verwendet? d. Mit welchem Mutagen könnte die Wahrscheinlichkeit des Entstehens der Variante am besten erhöht werden? Übung 13 a. Wie bezeichnet man die Mutation, die zunächst nach 5BU-Mutagenese erhalten worden ist? ... Arg Met Phe Ala Asn His Lys Ser Val Gly ... ... CGT ATG TTT GCT AAC CAT AAG AGT GTA GGT... ... Arg Met Leu Leu Thr Ile Arg Val – COOH ... CGT ATG TTG CTA ACC ATA AGA GTG TAG GT... Insertion oder Deletion ‚Indel‘ frameshift Mutation frameshift Mutation Übung 13 b. Entspricht diese Mutation dem Typ, der charakteristischerweise durch 5BU verursacht wird? Nein! • von Thymin abgeleitet, Methylgruppe durch Brom ersetzt → erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Tautomerverschiebung → Transition T-A nach C-G • 5BU erhöht auch die Empfindlichkeit für UV-Licht Übung 13 c. Geben Sie eine Erklärung für das Entstehen der Variante mit reduzierter Xase-Aktivität. Welcher Begriff wird für diesen Vorgang verwendet? ... Arg Met Leu Leu Thr Ile Arg Val – COOH ... CGT ATG TTG CTA ACC ATA AGA GTG TAG GT... G ... Arg Met Leu Leu Thr Ile Arg Gly Val Gly ... ... CGT ATG TTG CTA ACC ATA AGA GGT GTA GGT... ... Arg Met Phe Ala Asn His Lys Ser Val Gly ... intragenische Suppressormutation d. Mit welchem Mutagen könnte die Wahrscheinlichkeit des Entstehens der Variante am besten erhöht werden? interkalierende Agenzien (Proflavin, Acridinorange) Übung 13 2. a. Welche Typen von Mutationen werden durch radioaktive Strahlung induziert? Ionisierende-Strahlung produziert reaktive Sauerstoffspezies (ROS, unter anderem Sauerstoffradikale); verursacht auch Aufbrechen der N-glykosidischen Bindung und Strangbrüche 8-oxo dG paart mit Adenin (G → T Transversion) blockiert DNA Replikation b. Welche Typen von Mutationen werden durch UV-Strahlung induziert? UV-Strahlung generiert Photoprodukte (Verknüpfung benachbarter Pyrimidine: Thymindimere): Abbruch der Replikation Übung 13 3. Erklären Sie, warum Rasterschubmutationen mit höherer Wahrscheinlichkeit zu einem mutanten Phänotyp führen als Missense-Mutationen. Wie fällt der entsprechende Vergleich von Rasterschubmutationen und Nonsense-Mutationen aus? Art der Mutation keine Mutation Transition oder Transversion Auswirkung der Mutation Wildtyp Codons bestimmen Wildtyp Protein neutrale (stille) Mutation missense Mutation (konservativ) geändertes Codon bestimmt gleiche Aminosäure missense Mutation (nicht konservativ) nonsense Mutation Insertion oder Deletion ‚Indel‘ frameshift Mutation frameshift Mutation geändertes Codon bestimmt chemisch ähnliche Aminosäure geändertes Codon bestimmt chemisch unähnliche Aminosäure geändertes Codon führt zur Termination der Translation Übung 13 4. Was ist der Unterschied zwischen einem DNA-Schaden und einer Mutation? Schaden: wird nicht 100%ig weitervererbt kann repariert werden Übung 13 5. Wie können Mutationen, die sich nicht in der kodierenden Region befinden, einen mutanten Phänotyp verursachen. Nennen Sie Beispiele. Mutation in einem regulatorischen Bereich (Promotor, Operator etc.) bei Eukaryonten: Fehler beim Spleissen Übung 13 6. Erstellen Sie eine Liste von DNA-Reparaturmechanismen, die Ihnen bekannt sind. Benennen Sie bei jedem dieser Reparaturmechanismen, welche Schäden repariert werden können und wie diese Schäden entstehen können. Mutation Biologische DNA-Reparatur Mechanismen • direkte Reversion der DNA Schäden: Photoreaktivierung durch CPD-Photolyase Entfernung von Alkylgruppen durch Alkyltransferasen • DNA-Homologie abhängige Reparaturmechanismen Basen Excisions Reparatur (BER): Reparatur von Schäden der Basen (Alkylierung, Deaminierung, Oxidation, Depurinierung) Nucleotid Excisions Reparatur (NER): Reparatur von Schäden, die zum Anhalten der Replikation bzw. der Transkription führen Mismatch Reparatur: Reparatur von Fehlpaarungen Homologe Rekombination: Reparatur von Doppelstrangbrüchen • zu Fehlern führende DNA-Reparaturmechanismen: error prone repair SOS System (Translesion synthesis) NHEJ (nonhomologous end joining): Reparatur von Doppelstrangbrüchen Übung 13 7. Wie unterscheidet das Mismatch-Reparatursystem zwischen Eltern und Tochtersträngen? Methylierung
