Universität Bielefeld Vorlesung Molekulare Humangenetik Dr
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Vorlesung Molekulare Humangenetik WS 2013/2014 Dr. Shamsadin DNA-RNA-Protein Allgemeines Prüfungen o. Klausuren als indiv. Ergänzung 3LP benotet o. unbenotet Seminar Block 2LP Vorlesung Donnerstags Seminar (Max.10 Teilnehm. ), n. V. Fragen V8-126 14-16 U2-113 Tel. 6312 Literatur Einführung in Molekulare Humangenetik Was ist Humangenetik ? Was ist Molekulare Humangenetik ? Die Molekulare Humangenetik beschäftigt sich mit : - den Grundlagen wie DNA-Struktur und -Funktion, Genregulation, Chromosomen, Zellen und Entwicklung, Stammbaumanalysen und grundlegenden Techniken im Labor - der Kartierung, Identifizierung und Diagnose der Ursachen von mendelnden und komplexen Krankheiten - Ausblicke auf die funktionelle Genomik und Bioinformatik,auf Tiermodelle und Therapien Molekulare Humangenetik Inhalt: Einführung und Molekulare Grundlagen Mutationen, Chromosomenaufbau, Zytogenetik Chromosomenstörungen, Fehlverteilung gonosomaler/autosomaler Chromosomen Strukturelle Chromosomenaberrationen Tumorgenetik,Reproduktionsgenetik ,Immungenetik,ICSI,PID,PKD,Reproduktives Klonen Formale Genetik, Stammbaumanalysen Diagnostik, Molekulare Diagnostik, Beratung und Prävention Grundlagen der Gentherapie, Somatische Gentherapie, Keimzelltherapie Krankheiten Einführung in Molekulare Humangenetik 1839 1859 1865 1869 1903 1927 1944 1953 1956 1961 1977 1985 1988 1989 1992 1993 1998 2001 2007 Schleiden: Zellen als Grundlage lebender Organismen Darwin: The Origin of Species Mendel: Versuche über Pflanzen-Hybriden Miescher: Nuclein, als ein neues saures und phosphorhaltiges Molekül Chromosomen als Erbeinheiten Mutationen DNA als genetisches Material Watson/Crick: DNA-Doppelhelix Chromosomenzahl Mensch: 46 genetischer Code ein Triplett DNA-Sequenzanalyse Mullis: PCR Beginn des Humangenom-Projektes 1. menschl. Gen: CFTR, Mukoviszidose Simithies: P53 KO-Maus Klonierung des Gens für Chorea Huntington ES Zellen des Menschen in Kultur Humangenom-Projekt: 99% Sequenz (100 J. Alkaptonuri als AR & Brachydaktylie AD) 1. menschl. Genom komplett Die Zelle und ihre Bestandteile nucläre Poren äußere innere Membran Zellteilung Das menschliche Genom ist diploid Bevor sich aber einer Zelle teilt (Mitose), muss die gesamte genetische Information exakt kopiert werden. Das humane Genom Die meisten der 100 Billionen Zellen des Menschen enthalten 23 Chromosomenpaare. Die dazugehörige DNA besitzt ca. 25000 Gene, welche Informationen für die Bildung von Proteinen liefern Das Humangenom-Projekt: Start 1.10.1990 Gregor Mendel (1839) Mensch Größe des Genoms Anzahl der Gene Gendichte Durchschnittliche Gengröße Durchschnittliche Exons/Gen Durchschnittliche Exongröße Genom des Menschen (2003) 50 J. Doppelhelixstruktur ~ 1013 Z. diff. In ~ 200 Arten ~ 3,27 × 109 Basenpaare 20.000- 25.000 Gene 1 Gen/ 130.000 Basenpaare 27.000 Basenpaare 9 Exons (1-363) 120 bp (10-7600) Chromosomen des Menschen Die Zellen des Menschen enthalten 23 Chromosomenpaare! Anzahl 2n = 46, 44 Autosomen und 2 Gonosomen Geschlechtsunterschied XX bei der Frau XY beim Mann p Deletionen, Duplikationen, Inversionen und Translokationen Fehlverteilung gonosomaler Chromosomen q Molekulare Grundlagen der Humangenetik Transkription und Translation der genetischen Information Zentrale Dogma der Molekularbiologie Die DNA bestimmt die Synthese der RNA, die RNA die der Polypeptide DNA- RNA- Protein ? Die DNA-Struktur ist eine doppelsträngige, antiparallele Helix Watson-Crick-Regeln Intramolekulare Wasserstoffbrücken bei DNA und RNA AS Die außergewöhnliche Vielfalt viraler Genome Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel (keine Ribosomen, Mitochondrien u. kein Cytoplasma) Sie können allein keine Proteine herstellen keine Energie erzeugen keine Selbstreplikation Genexpression tierische Zelle Molekulare Grundlagen der Humangenetik RNA unterscheidet sich von DNA durch: - den Besitz von Ribose anstelle von Desoxyribose, - den Einbau der Base Uracil anstelle von Thymin - Einstrangigkeit ( Ausnahme: t-RNA ) Es gibt verschiedene Typen von RNA, die verschiedene Funktionen haben - Messenger-RNA (m-RNA) -Transfer-RNA (t-RNA) - ribosomale RNA (r-RNA) stabile RNA - Alle 3 werden im Kern an der DNA gebildet - sie dienen alle der Umsetzung der genetischen Information in Polypeptidketten RNA wird als Einzelstrang transkribiert Transkription und Transkriptionsfaktoren TATAAA TFIID CCAAT c/EBP GGGCGG SP1 GTGACGT(A/C)A(A/G) CRE CREB RNA-Spleißen Consensussequenzen in den Introns höherer Eukaryoten Mechanismus des RNA-Spleißens Lassostruktur mRNA wird geschützt Die 5'-Enden von eukaryotischen mRNAs werden geschützt Cap mRNA wird geschützt Die 3'-Enden der meisten eukaryotischen mRNAs werden geschützt PAS Vorteile der Transkription Transkriptionsstart
