Zusammenfassung Genetik I SS 04 - stinfwww

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 UhrZusammenfassung Genetik I SS 04 für Bioinformatiker(also nicht wirklich für Biologen etc. zur Vorbereitung geeignet – bitte Disclaimer & Copyright lesen)Def.: Genetik (griech.) „Ursprung, Entstehung, Leben“Ziel: Grundlagen zellulärer Differenzierung als Grundlage der Entstehung morphologischhochkomplexer Organismen zu verstehen- Abkürzungen:o Å - 1 Angstrom = 1.0 × 10 -10 Metero bp – Basenpaar/Basenpaareo Da – Dalton, Einheit der molekularenMasseo ds – doppelsträngigo kb – Kilobase: 1.000Basen/Basenpaareo M – Molaritäto Mb – Megabaseno MG – Molekulargewichto Mol – absolute Menge einer Sobstanzo OD – optische Dichteo ss – einzelsträngigo λ – Wellenlängeo λ max – max Wellenlänge amAbsorpionsmaximum- 6 Hauptrichtungen:o Klassische Genetik- Erforschung der Grundelemente der Vererbung- materieller + räumlicher Manifestation der Vererbung in der Zelle- Mechanismen der Erbmaterialverteilung bei Zellteilungo Molekulare Genetik- biochemische Grundlagen der Vererbung- molekularer Aufbau- Funktionsausübung in Zelle und Gesamtorganismuso Entwicklungsgenetik- genetische Mechanismen der Zelldifferenzierung- Entwicklung der Organismeno Verhaltensgenetik- genetischen Elemente tierischen und menschlichen Verhaltenso Neurogenetik- genetische Grundlagen der Nervensystementwicklungo Populationsgenetik- für Individuengruppen geltende genetischen Regeln- Auswirkung der Regeln auf deren Zusammenspiel- Auswirkung der Regeln auf Evolution der Organismen- Modellorganismen:o Bäckerhefeo C-Eleganso Drosophila (melanogaster)o Einige Bakterien (Escherichia coli, Pneumococcus u.a.) erstaunliche Ähnlichkeiten zwischen niederen und höheren Lebewesen- 3 essentielle Funktionen des genetischen Material (durch Mendel herausgefunden)o Replikation (genotypische Funktion)- Speicherung der genetischen Information- Übertragung von Generation zu Generationo Genexpression (phänotypische Fkt.)- Kontrolle der Entwicklung des Phänotyps eines Organismus- d.h. Wachstum und Differenzierung von Zygote bis AdultenSeite 1 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhro Mutation (evolutionäre Fkt.)- Veränderungen des gen. Material zur Organismusanpassung anUmweltmodifikationen- DNA-Grundstrukturo Unabhängigkeit von der besonderen Abfolge der einzelnen Nucleotideo Struktur an sich nicht von Bedeutungo Abfolge der Basen wichtig Codierung der Aminosäuren (AS) für Polypeptido Struktur erlaubt Erhalt und Weitergabe ihrer Sequenzo DNA-Molekül: 2 Stränge – Korrespondenz der jeweiligen Sequenz mit der anderen- Fehlerkorrektur- nicht-kovalente Bindungen „leichte“ Trennung- genetischer Codeo Beziehung zw. einer DNA-Sequenz und der Sequenz des entsprechenden Proteins- Transformation (Bsp. – Griffith)o Maus vs. Pneumococcus (eig. „Streptococcus pneumoniae“ - verursacht Pneumonie)- Virulenz durch Kapselpolysaccharid bestimmt- Stämme (I, II, III) haben glatte Oberfläche durch andere Polysaccharide(smooth – „S-Stämme“) können Stämme ohne Polysaccharid hervorbringen(raue Oberfläche – rough – „R-Stämme“) nicht tödlich, da Bakterium sozerstörbar1) lebender S-Stamm Maus stirbt2) lebender R-Stamm Maus gesund3) durch Hitze abgetöteter S-Stamm Maus gesund4) lebender R-Stamm + abgetöteter S-Stamm Maus stirbt lebende Zellen desS-Stammes aus toter Maus isoliert 1944 Nachweis durch Avery, dass DNA das transformierende Element ist- transformierende Aktivität nicht durch Hitze, Protease und RNAse zerstörbar- aber durch DNAse zerstörbar muss DNA seino nachfolgende Überprüfung ob DNA auch in einem ganz anderen System das genetischeMaterial darstellto Bakteriophage T2 befällt E. coli- Markierung der T2-Phagen radioaktiv• entweder DNA mit 32 P• oder Proteinhülle mit 35 S- Phage und Bakterium mischen- Phage kann Bakterium infizieren- Lösen der Phagenköpfe von Bakterium mit Mixer (Schubkraft)• 32P: Bakterium radioaktiv / Phagenkopf minimal radioaktiv• 35S: Bakterium minimal radioaktiv / Phagenkopf radioaktiv- Zentrifugieren Trennung von Phagen und Bakterium• 32P: Überstand wenig radioaktiv / Zellniederschlag radioaktiv• 35S: Überstand radioaktiv / Zellniederschlag wenig radioaktiv- Bildung von „Verhältnissen“ (Ratios)o zur Erkennung von Störungen durch Verunreinigungeno mit Hilfe der optischen Dichte Absorption des Lichts bei versch. Wellenlängeno reine Proben sollten einen Quotienten (A 260 /A 230 ) >2,0 habenSeite 2 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr- C-Wert-Paradoxo C-Wert = Gesamtmenge an DNA in einem Genom in bp; charakteristisches Merkmaleiner gegeben Tier- o. Pflanzenart; steigt i a. mit zunehmendem Komplexitätsgrado Paradoxon: Organismen mit vergleichbar komplexem Körperaufbau können manchmaldrastische Unterschiede in DNA-Menge aufweisen- Amphibien-Arten mit weniger als 10 9 und mehr als 10 11 bp- Blütenpflanzen mit etwa 5*10 8 bis 10 11 bpo Unterschiede beruhen auf mehr oder weniger großen Anteil an DNA zw. den Geneno Lilien-Genom ist 10mal so groß, wie Menschen-Genom- chemische Grundlageno Pyrimidin-Basen (NCNCCC)- Cytosin- Uracil- Thymino Purin-Basen (NCNCCCNCN)- Adenin- Guanino Desoxyribose – keine Hydroxylgruppeo Riboseo Basen kommen in der DNA verschiedener Arten in unterschiedlichen Mengen vor gen. Information- Franklin – 1952 – Röntgenstrahlen- Watson/Crick – 1953 – Doppelhelixmodell der DNA (heutige B-Form)o Regelmäßige Helixo 2 Polynucleotidketteno Purin-Pyrimidin-Paarung- DNA-Strukturo kleine Furcheo große Furcheo Windungen im Uhrzeigersinn- Replikationo Verdopplung des Erbguteso 2 allgemeine Prinzipien- der Beginn der DNA-Replikation verpflichtet die Zelle zu einer weiteren Teilung- schreitet Replikation fort, so wird Teilung erst erlaubt, wenn Prozessabgeschlosseno Replicon = DNA-Einheit, an der ein einzelner Replikationsvorgang abläuft- jedes Replicon „feuert“ pro Zellzyklus ein Mal- besitzt Ursprung (origin) und Terminus- typ. Anzahl in Säugergenom: 10 3 bis 10 4o unidirektionale Replikationo bidirektionale Replikationo semikonservativer Replikationsmechanismus- d.h. in jedem der beiden neuen DNA-Moleküle ist ein Elternstrang enthalten- (konservativ – ein neues Molekül aus 2 Tochtersträngen; dispersiv – zerstückelt)Seite 3 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr1. Kontrolle der Basenpaarung des eintretenden Nucleotids mit Base aufMatrizenstrang2. Proofreading – Fehlerkorrektur und Reparatur- Helicasen• trennt den von der Topo entwundenen DNA-Strang enzymatisch auf- SSB (Einzelstrang-Bindeproteine)• Helix-destabilisierende Proteine, d.h. verhindert dass die Einzelsträngewieder den doppelsträngigen Zustand annehmen• binden an ss-DNA und erleichtern Arbeit der Replikationsenzyme- Primosom• Proteinkomplex• beinhaltet Primasen, für (RNA-)Primer auf Folgestrango Primer: Startstück – kurzes RNA-Stück mit einem freien 3’-OH-Ende zur Elongation• initiiert auch die Synthese von Okazaki-Fragmenten- DNA-Ligase• schließt Lücken der Okazaki-Fragmente• Bakterien haben 1• Eukaryoten haben mindestens 2 versch.- Topoisomerasen• Verhinderung der Überdrillung der Helix vor der Replikationsgabel• Arbeitsprinzip:o 3 neg. Überspiralisierungen Topo bindet sich Schnitt ineinem DNA-Strang geschnittenes 3’-Ende wird unter anderemStrang durchgeführt DNA wird neu verknüpft Topodissoziiert 2 neg. Überspiralisierungen- Replisom• Proteinkomplex (DNA-Polymerase-III, Helicasen, Primosom) inReplikationsgabel• Entwindung und Neusynthese der DNA- Telomere• verhindern Verkürzung der DNA („Endreplikationsproblem“)- Transkriptiono kopieren von DNA-Sequenzen in RNA durch RNA-Polymeraseo Unterschiede zur Replikation:- nur einer der beiden DNA-Stränge wird in RNA umgeschrieben- nur ein kleiner Teil der genetischen Gesamtinformation wird genutzto „antisense make sense“- d.h. der transkribierte Strang ist der antisense-Strang (codogener)- in vitro: Gegenteil (entstehend: Antisense-RNA)o ablesen in 3’5’-Richtungo dabei entstehende mRNA (Uracil statt Thymin) ist sense-Strang (codierender)o Ablauf:- Initiation: RNA-Polymerase bindet an Promotor und knüpft erste Nucleotid-Bindungen• Promotor: DNA-Bereich am Anfang des Gens; schließt das ersteBasenpaar mit ein, das transkribiert wird; wird aber selbst nichttranskribiert; kein Primer notwendig!Seite 5 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• Sigma-Faktor: Teil der Polymerase – reduziert Affinität des Kernenzymszu „Nicht-Promotor“-Regionen, d.h. notwendig um gewünschtes Gen zufinden; löst sich am Ende des Initiationsstadiums ab• In Pro- und Eukaryoten sehr ähnlich, aber Eukaryoten benutzen mehrProteine zur Promotorerkennungo Prokaryoten: Consensus-Sequenz (-35, -10 – Pribnow-Box)o Eukaryoten: TATA-Box- Elongation: RNA-Polymerase läuft entlang der Matrize und synthetisiert RNA• 5’3’• spannerraupen-artigo linkes Ende rutscht gleichmäßig, rechtes sprunghaft• DNA regional entwunden• Nucleotide kovalent an 3’-Ende des wachsenden RNA-Strangs angefügt- Termination: Stopp bei Terminatorsequenz• Transkriptionsblase fällt in sich zusammen RNA:DNA-Hybrid wirdgetrennt DNA wieder Doppelhelix, RNA frei• Termination manchmal von rho-Faktor abhängigo Entstandenes Produkt: Primärtranskript- RNA vom Promotor bis Terminator- Trägt noch das ursprüngliche 5’- bzw. 3’-Ende- fast immer instabil- Prokaryoten:• entweder: rascher Abbau (mRNA)o mRNA ist dann meist polycistronisch – von einer Gruppebenachbarter Gene (Operons) wird eine einzige mRNAtranskribiert• oder: Zerlegung in fertige Endprodukte (tRNA, rRNA)• während Transkription wird schon mit Translation (am 5’-Ende)begonnen• 1 Polymerase- Eukaryoten:• entweder: Modifizierung der Enden der Primärtranskripte (mRNA)o mRNA meist monocistronisch – nur ein Strukturgeno Abbau der RNA meist langsamer• oder: zurechtschneiden in fertige Endprodukte (sämtliche RNAs) RNA muss vor Translation noch prozessiert und modifiziert werden(Spleißen, Modifikation der Enden) Transkription und Translation nicht gleichzeitig• 3 Polymerasen (II: mRNA, proteincodierende Gene; III: tRNA, I: rRNA)o einige allgemeine Transkriptionsfaktoren:- Promotoren• TATA-Bindeprotein – Einleitung der Ausbildung desInitiationskomplexes• auch Initiator statt TATA-Box (in Genen für Haushalts-Proteine)- Enhancer – verstärken Transkription- Silencer – schwächen Transkription ab- TerminatorenSeite 6 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 UhrRNA-Polymerase DNA-PolymeraseKein Primer, sondern PrimerPromotorLiest begrenzten, selbst Komplette Kopie des DNAdefiniertenAbschnitt der Strangs entstehtDNAKeine Nukleaseaktivität Fehlererkennung und –korrekturEndprodukt ist Einzelstrang Kompletter identischerDoppelstrang- Gene als tandemartig repetitive Sequenzeno Klassisches Beispiel: rRNA-Repeats- 3 Teilgene (18S, 5,8S, 28S) werden zu Primärtranskript transkribiert dannzu reifer rRNA prozessiert- Trennung der codierenden Bereiche durch Spacer- RNA-Polymerase II Transkriptionsaktivatoreno Zink-Finger-Motivo Helix-turn-Helix-Motivo Leucin-Motiv- Genstruktur/Expressiono Exons/Introns- Exons• Sequenzen, welche die reife mRNA enthält• Sequenzen in verschied. Spezies gleich - konserviert lässt sich für Isolierung verwandter Gene bei versch. Spezies verwenden- Introns• dazwischenliegende Sequenzen, welche bei Prozessierung desPrimärtranskripts zur reifen mRNA entfernt werden• keine Codierungsfunktion• Position der Introns in versch. Spezies gleich – konserviert• ABER: Sequenzen variiereno Gene sind aufgeteilt - unterbrochen- d.h. Reihenfolge der Abschnitte eines unterbrochenen Gens stimmt im Genomund gereifter mRNA überein- je höher der Eukaryot entwickelt ist, desto mehr Gene sind unterbrochen Größe eines Genes hauptsächlich durch Introns bestimmto Regulation der Genexpression- 2 Möglichkeiten der Regulation:• Induktion – Anschalten von Genen / Synthese von Enzymen beiAuftreten eines bestimmten Substrats• Repression – Abschalten von Genen / stoppen der Synthese bei Auftreteneines bestimmten Substrats- jeweils mit Kontrollmechanismus:• positiv (Induktion) – Produkt des Regulatorgens nötig um ExpressionanzuschaltenSeite 7 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• negativ (Repression) – Produkt des Regulatorgens nötig um Expressionabzuschalteno Lac-Operon (als Beispiel für Enzyminduktion; neg. Genregulation)- Lac-Operons enthält drei Strukturgene (Operons) lacZ, lacY und lacA- Gene tragen die Information zur Synthese von Enzymen des Lactose-Stoffwechsels- in Gegenwart von Lactose (Induktor) als einziger Kohlenstoffquelle nimmtMenge an Lactose-Enzymen um mehr als das 1000-fache zu• Grund: die von der Zelle aufgenommene Lactose bzw. einUmwandlungsprodukt (Allolactose - Induktor) regt die Transkriptiondes Lac-Operons an alle Gene werden miteinander exprimiert (oder nicht exprimiert)- Repressorprotein kontrolliert Initiierung der Transkription• Repressorprotein wird durch Regulatorgen lacI codiert Lactose induziert Bildung der Lactoseabbauenzyme- Regulation:• ist Induktors abwesend wird Gengruppe nicht transkribiert Repressor bindet an den Operator (Operator liegt zwischen Promotor undlacZ-Leseraster) Bindung des Repressors hindert RNA-Polymerase an der Initiation derTranskription am Promotor verhindert Transkription des Operons• wird Induktor hinzu gegeben, startet die Transkription Induktor (Allolactose) bindet an Repressor Komplex bindet nicht mehran Operator RNA-Polymerase kann an DNA binden lac-mRNA wird transkribiert• Transkription stoppt, sobald der Induktor entfernt wird in sehr kurzer Zeit wird sämtliche lac-mRNA zerstört (Halbwertszeit ca.3 Minuten) & Zelle stoppt Enzymproduktiono Katabolitrepression (bei lac-Operon; pos. Genregulation)- Glucose reprimiert la-Operon- wenn Zelle genügend Glucose (eins der Abbauprodukte von Lactose) hat,braucht sie Lactose nicht mehr umzuwandeln- CAP und CAP-Stelle beteiligt• CAP bindet nur an CAP-Stelle, wenn cAMP vorhanden ist• cAMP-Menge wird durch Glucose beinflussto viel Glucose wenig cAMPo wenig Glucose viel cAMP- Regulation:• wenig Glucose CAP-cAMP-Komplex bildet sich bindet an CAP-Stelle stimuliert Bindung von RNA-Polymerase an Promotor stimuliert Transkription des lac-Operon• viel Glucose kein CAP-cAMP-Komplex CAP-Stelle unbesetzt lac-Operon nur in geringem Ausmaß transkribiert (auch wenn Lactosevorhanden und lac-Repressor nicht an Operator gebunden)Seite 8 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhro Tryptophan-Operon (als Beispiel für Enzymrepression; neg. Genregulation)- besteht aus Promotorregion, Operator, leader-attenuator-Region und 5Strukturgenen- Trp-Repressor durch trpR-Gen codiert• Repressor inaktiv codiert (Aporepressor)• Aktivierung erst durch Bindung mit Tryptophan (Corepressor)o Bindung des Repressors an Operator nur, wenn an jedemMonomer ein Tryptophan-Molekül gebunden ist ist kein Tryptophan vorhanden, wird es durch die Zelle selbst erzeugt(alle Enzyme, die dafür nötig sind, bilden Operon und werden somit gleichzeitigsynthetisiert)- Regulation - Mechanismus 1:• Tryptophan abwesend inaktiver Repressor wird nicht aktiviert kannnicht an Operator binden RNA-Polymerase kann mRNA-Molekültranskribieren, welche die 5 Gene für den Tryptophanstoffwechselrepräsentiert• Tryptophan anwesend bindet an inaktiven Repressor dieser wirdaktiviert lagert sich an Operator Transkription wird unterbrochen- Regulation – Mechanismus 2 - Attenuation:• zwischen Promotor und dem ersten Gen des trp-Operons bilden sich imTranskript zwei Stamm-Schleife-Strukturen aus• die relative Lage dieser Sequenzen verhindert, dass sich beide Strukturengleichzeitig ausbilden.• größere, stabilere Struktur hat keinen Einfluss auf die Transkription• kleinere Stamm-Schleife-Struktur (Haarnadelstruktur) ist Terminatoro wenn sich diese Struktur bildet, beendet sie die Transkription,bevor das Operon erreicht ist keine Expression• ausreichend Tryptophan vorhanden Ribosom bewegt sich schnelldurch die ORF- Sequenz (Sequenz ohne Terminations-Codon) verhindert Ausbildung der großen Stamm-Schleife kleine Schleife(Terminator) bildet sich Transkription kommt zum Stillstand.• zu wenig Tryptophan vorhanden Ribosom bleibt in der ORF-Sequenzstecken große Stamm-Schleife bildet sich Haarnadelstruktur kannsich nicht bilden Transkription geht weiter• Bedeutung für Mutanten: bei trp-Repressor-Mutanten ist Expession desOperons noch von Tryptophankonzentration in Zelle abhängigo Deletion des Leader führt zu stark gesteigerter Expression desOperons- Spleißeno meisten eukaryotischen Gene durch nicht-codierende Sequenzen (Introns) unterbrocheno wichtige Bereiche (Exons) müssen von Introns getrennt werden und Exons dann neuzusammengefügt werdeno dafür nötig: Spleißosome – snRNA (Ribonucleoproteinkomplex: >50 Proteine und 5kleine RNA-Moleküle)o Ablauf:o Spleißosome erkennen Consensus-Sequenzen und Intron-Exon-Übergängeo spalten Phosphodiesterbindungen auf• 2’OH-Gruppe eines Adenosins in Verzweigungsstelle aus dem Innerendes Introns greift 5’-Spleißstelle des Introns an (nucleophile Attacke)o verknüpfen Exonenden miteinanderSeite 9 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• Angriff der freien 3’OH-Gruppe des stromaufwärts liegenden Exons aufdie 3’-Spleißstelle zwischen Ende des Introns und stromabwärtsliegenden Exon- Translationo Übersetzung der mRNA in ein Proteino beteiligte Komponenten- Ribosomen• 2 Grundtypeno 70S – Prokaryoteno 80S – Eukaryoten• große & kleine Untereinheit• lagern sich an mRNA an Polysomen- tRNA• Adapter zwischen Aminosäure und Trinucleotid• ca. mittig auf tRNA sitzt Trinucleotid (Anticodon) istbasenkomplementär zum Codon der mRNAo wobble: erste Base in Anticodon (tRNA) manchmal durch Inosinersetzt Redundanz des gen. Codes an dritter Position im Codon(mRNA)o (20 AS, aber 64 möglich; < 61 tRNAs)• Beladung der tRNA mit der richtigen Aminosäureo Enzym (Aminoacyl-tRNA-Synthetase) hat 2 Bindungsstelleno Bindung & Aktivierung einer bestimmten AS aktivierte AS wird an passende tRNA gebundeno (AS + ATP + tRNA AA-tRNA + AMP + PP)o einige Details zum genetischen Code- ist degeneriert, d.h. meist wird eine Aminosäure durch mehrere Codonenfestgelegt- Startcodonen• Prokaryoten: AUG o. GUG• Eukaryoten: hauptsächlich AUG (selten GUG)• Erkennung des Startcodons bei Pro- und Eukaryoten unterschiedlicho Prokaryoten: Erkennungssequenz – Shine-Delgarno-Sequenzo Eukaryoten: Scanning-Mechanismus um erste AUG-Sequenz zufinden- 3 Stoppcodoneno Ablauf- Initiation• zunächst bindet kleine Untereinheit zusammen mit Initiations-tRNA anmRNA• nach erfolgreicher Erkennung des Startcodons, folgt große Untereinheit- Elongation• 2 Bereiche:o A-Stelle: für AA-tRNAo P-Stelle: für PP-tRNA (Peptidyl-tRNA)• P-Stelle schon mit Initiations-tRNA besetzt, A-Stelle noch freiSeite 10 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr1. Bindung einer neuen AA-tRNA an A-Stelle Basenpaarbildung vonAnticodon und Codon2. Polypeptidkette von PP-tRNA abgetrennt an AA-tRNA gebunden(neue PP-tRNA)3. Verschiebung der neuen PP-tRNA an P-Stelle (Ribosom bewegt sichdabei um 3 Nucleotide weiter) & dabei Freilassung der (alten) freien (PP-)tRNA A-Stelle wieder frei• 1. – 3. wiederholt sich bis zum Stoppcodon• kontinuierlich in 5’3’-Richtung• in 3er-Gruppen• nicht überlappend, kommafrei- Termination• an einem Stoppcodon• für Stoppcodon gibt es keine tRNA mit passenden Anticodon• stattdessen: Bindung von Proteinen (Release-Faktoren) Release-Faktor löst Polypeptid-Kette von der tRNA an der P-Stelle(durch Wassermolekül) mRNA und tRNA dissoziieren, Ribosom zerfällt in Untereinheiten- Zellzykluso M-Phase- Mitose (Teilung des Zellkerns in 2 gleichartige Tochterzellen)• Prophaseo Chromatin kondensiert zu Chromosomen (2 Chromatiden)o Bildung der Mitosespindeln im Cytoplasma ausgehend von denbeiden Centrosomen (aus Mikrotubuli) Wanderung zu Zellpolen• Prometaphaseo Auflösung der Kernmembrano Spindelfasern der Centrosomen wachsen in Kernbereich hinein verbinden sich mit Kinetochoren der Chromatiden• Metaphaseo Chromosomen lagern sich senkrecht in Äquatorialebene an• Anaphaseo Trennung der Chromatiden jetzt eigenständige Chromosomeno Kinetochorfasern verkürzen sich ziehen Chromosomen zu Zellpoleno Zellpole rücken auseinander• Telophaseo Chromosomen erreichen Poleo Kinetochorfasern lösen sich aufo Um Chromosomen wird neue Kernhülle gebildeto Chromosomen dekondensieren- Cytokinese• Teilung des Cytoplasmas• Einschnürung der Zelleo Interphase- G1-Phase• Wachstum & Verdopplung der Zellorganellen & Differenzierung- S-PhaseSeite 11 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• Wachstum & Verdopplung der Chromosomen- G2-Phase• Vorbereitung für Mitose- Meioseo Meiose I (Trennung der homologen Chromosomen)- Prophase I• Chromosomen beginnen sich zu verdichten• homologe Chromosomen paaren sich (4 Chromatiden)• Bildung der Mitosespindeln im Cytoplasma ausgehend von den beidenCentrosomen (aus Mikrotubuli) Wanderung zu Zellpolen• Auflösung der Kernmembran• Spindelfasern der Centrosomen wachsen in Kernbereich hinein verbinden sich mit Kinetochoren der Chromatiden- Metaphase I• Chromosomen paarweise in Äquatorialebene angelagert• Kinetochor eines Zellpolsn ist mit je einem Chromosom eines Paaresverbunden- Anaphase I• Kinetochorfasern verkürzen sich ziehen (ganze) Chromosomen zu Zellpolen homologe Chromosomen jeweils zum gegenüberliegenden Pol• Zellpole rücken auseinander- Telophase I & Cytokinese• Chromosomen erreichen Pole (haploider Satz, aber Chromosomen sindnoch doppelt)• Kinetochorfasern lösen sich auf• um Chromosomen wird neue Kernhülle gebildet• Trennung der Zelle zu 2 Tochterzellen• KEINE Verdopplung des gen. Materialso Meiose II (Trennung der Schwesterchromatiden)- Prophase II• Neuer Spindelapparat• Chromosomen bewegen sich zur Äquatorialebene- Metaphase II• Anlagerung der Chromosomen an Äquatorialebene wie bei Mitose(senkrecht)- Anaphase II• Schwesterchromatiden trennen sich im Centromer individuelleChromosomen• Bewegung zu Zellpolen- Telophase II & Cytokinese• Kernbildung an Zellpolen• Zellteilung 4 Tochterzellen mit haploiden Chromosomensatzo Interphase- jedes Chromosom verdoppelt sein genetisches MaterialSeite 12 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr- Vergleich Mitose – MeioseMitoseMeioseDNA-Replikation Während jeder Interphase vor Kernteilung Einmal vor Meiose IZahl der Teilungen 1 (P, M, A, T) 2 (jeweils P, M, A, T)Paarung homologer NeinJaChromosomenZahl der Tochterzellen 2 – diploid – gen. identisch mit Elternzelle 4 – haploid – gen. nicht identisch mitElternzelle oder untereinanderRolle Wachstum, Gewebsregeneration Gameten, gen. Varibiabilität- DNA – Organisationsstrukturen - Chromosomeno Verpackungsproblem bei DNA in Phagen, Viren, Bakterienzellen und eukaryotischenZellkernen – DNA-Molekül ist zu lang starke Komprimierung notwendigo Chromatin- Protein-DNA-RNA-Komplex- Interphaseform des gen. Materials in einem Zellkern- 2 Zustände:• Heterochromatino kondensiert und dicht gepackt; auffällig färbbaro besteht aus ganzen Chromosomen oder Teilen von Chromosomeno findet sich häufig in der Nähe von Centromeren und Telomereo genetisch inaktiv (inert)o während Interphase kondensiert – Transkription ist unterdrückt wird spät in S-Phase replizierto relativer Anteil von H. in Zelle schwankto konstitutives Heterochromatin• chromosomale Regionen, die in allen Zellen in beidenhomologen Chromosomen an der gleichen Stelleheterochromatisch sind• Bsp.-Regionen: Centromere, Telomere• sehr hoher Anteil an nicht-codierenden Sequenzen• Bsp.: Positionseffektvariegation bei Drosophila m.• Euchromatino aufgelockert und wenig dicht gepackt; weniger anfärbbaro euchromatische Bereiche existieren während Interphase undMitose in versch. Kondensationsphaseno zur Transkription fähigo Packung kann zwischen Interphase und Zellteilung zyklischwechselno fakultatives Heterochromatin (! Bez. eig. falsch !)• Zustand des Euchromatins• Inaktivierung ganzer Chromosomen o. sogar vollständigerChromosomensätze durch dichtere Verpackung• betrifft immer nur einen von 2 homologen Partnern• Bsp.: (zufällig ausgewählte) Inaktivierung eines X-Chromosoms bei weibl. Säugern (sog. Barr-Körper)• aber 2tes X-Chromosom darf nicht fehlen, da sonstTurner-Syndrom (klein & steril)- genetisch inaktiv ≠ heterochromatisch !!!Seite 13 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• genetische Inaktivität kanno durch nicht-codierende Sequenzen bedingt sein, als aucho aus Repression von potentiell transkribierbaren Sequenzenresultieren Anwendung des Begriffs Heterochromatin auf beide Phänomene verdecktwesentliche Unterschiede- Positionseffektvariegation• Somatisch instabiler Positionseffekt• Mutanten sind durch Mosaike aus normalen und mutantem Phänotypcharakterisiert• betroffenes Gen funktioniert nur in einem Teil der Zellen und Genproduktwird zwischen Zellen nicht ausgetauscht• je näher ein Gen zum Heterochromatin positioniert ist, um sowahrscheinlicher ist es der Positionseffektvariegation zu unterliegen undumso größer ist der Anteil der Zellen, in denen das Gen inaktiv ist• Bsp.: white-mottled Drosophila m. – gescheckte Augeno Nichthistone- alle Proteine des Chromatins, außer den Histonen- zwischen versch. Geweben und Spezies wahrsch. größere Variabilität als Histone- geringerer Teil der Proteinmenge, als Histone- viel größere Anzahl versch. Proteine, als Histone- Funktionen:• Steuerung der Genexpression• Aufrechterhaltung der übergeordneten Strukturen- HMG-Proteine• Abgegrenzte, genau definierte Unterklasse der Nichthistone- Bsp.: RNA-Polymeraseo Centromer- die Stelle des Chromosoms, die Bewegung ermöglicht- ist essentiell für Segregation• wenn Bruch ein Fragment mit Centromer und azentrisches Fragmentohne Centromer erzeugt, wird azentrisches nicht an Spindelfaser befestigt fehlt in einem der Tochterzellkerneo Metaphasechromosomen- extrem dicht verpackt ~ 100mal stärker als Lampenbürsten- /Polytänchromosomen- bereits verdoppelt- 2 Untereinheiten:• Chromatiden = Tochterchromosomen• Centromer = Spindelfaseransatzstelle- in Schleifen organisiert• Schleifen an zentraler Proteingerüst verankert• in Schleifen: codierende DNA-Sequenzen- aufgrund des hohen Kondensationsgrads Gene transkribtiv inaktivo Lampenbürstenchromosomen- in Amphibien etwa 0,5 mm lang Kondensationsfaktor 100Seite 14 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr- bilden sich in Prophase der Meiose I aus (in Oogenese und Spermatogenese)- bereits verdoppelt- symmetrische Schleifen• i.d.R. 4 homologe Schleifeno bestehen aus einer DNA-Faser als Achse, die mitTranskriptionsprodukten dicht bepackt ist Christbaum• Schwesterchromatiden bilden Chromosomenachse• an der Basis stark kondensierto Polytänchromosomen- während des gesamten Zellzyklus lichtmikroskopisch sichtbar- ca. 100mal größer als Metaphasechromosomen- entstehen durch schrittweise Verdopplung der DNA ohne Kernteilung• d.h. resultierende Kerne sind polyploid (Erdbeere, Banane)o Hierarchie der Faltung von Chromatin- Nucleosomen – Perlenschnur aus DNA (ca. 200 bp) und Histon-Molekülen (2x4+ 1)- 30-nm-Chromatin-Faser – Verdichtung der Perlenschnur zur Chromatinfaser- Schleifendomänen – Faltung der 30-nm-Faser zu Schleifen; an Nicht-Histon-Proteine geheftet- Metaphase-Chromosom – durch weitere Faltung bildet typ. hochkompakteForm des Chromosomso Bänderungsverfahren- von sehr praktischer Bedeutung- aber Mechanismus noch unklaro Puff- Bereich, indem die Chromosomenfäden aus ihren normalen Packungszustandfreigesetzt werden- Bereiche, in denen RNA-Synthese stattfindet (Relaxion der DNA notwendig,damit RNA synthetisiert werden kann)• Ecdyson (genaktivierend) in Larve injiziert Puffs, da mRNA, dietranslatiert wird, gebunden wird- gehen normalerweise von einzelnen Banden aus- Muster steht im Zusammenhang mit Genexpression• jedes einzelne aktive Gen kann einen Puff verursachen• in jedem Gewebe gibt es zu jedem beliebigen Zeitpunkt eincharakteristisches Muster von Puffs- Genom-/Chromosomenmutationo Verursacher: ionisierende Strahlung; radiometrisch wirkende Chemikalien; UV-Licht;spontane Ereignisseo Chromosomenmutationen – Variation der Chromosomenstruktur- Chromosomenbrüche, die zu strukturellen Umlagerungen führen entweder Reihenfolge der Gene innerhalb einer Kopplungsgruppe verändert oder Gruppe von Genen mit anderer Kopplungsgruppe verbunden- Art der Mutation hängt von Anzahl der Brüche und Verteilung ab- DeletionSeite 15 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• Fehlen eines Chromosomenabschnittes• bei einem Bruch- Inversion• Umkehrung der Genreihenfolge in einem Chromosomenabschnitt• bei 2 Brüchen auf einem Chromosom• perizentrischeo Inversionsschleife umfasst Centromer• Parazentrischeo Centromer außerhalb der Inversionsschleife- Duplikation• Verdopplung eines Chromosomenabschnittes• Tandemduplikationo direkt (gleiche Reihenfolge)o invertiert• umgesetzte Duplikationo direkto invertiert• ungleiches Crossing-overo bei tandemartig angeordneten Sequenzeno ungleicher Strangaustausch1. Augenbildung bei Drosophila• kleine Tandemduplikation Bar-Mutation(bandförmige Augen)• auf einem Chromatid geht Bar-locus verloren• auf anderen Mutation Locus verdoppelt• bei mehr als 2 Brüchen- Translokation• Übertragung eines Chromosomenabschnittes von einem Chromosom aufein anderes• einfache Translokation• reziproke Translokation• Verschiebung• bei jeweils einem Bruch auf unter 2 unterschiedlichen Chromosomeno Genommutationen – Variation der Chromosomenzahl- Quantitative Änderungen des Chromosomensatzes- Euploidie• betrifft Anzahl vollständiger Chromosomensätze• Haploidieo ein vollständiger Chromosomensatz – n• Diploido normal – 2n• Polyploidie – 3n, 4n, …o Autopolyploidie• durch Vervielfältigung des eigenen Chromosomensatzeso Allopolyploidie• durch Kombination unterschiedlicher Genomeo Autoallopolyploidie• vereinigt Merkmale von Allo- und AutopolyploidieSeite 16 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhro Beispiele:• Bienen: Königin – diploid; Drohnen – haploid• Bananen, Weintrauben, Birnen – triploid• Baumwolle, Kartoffeln, Kaffee, Erdnüsse – tetraploid• heutiger Weizen – hexaploid- Aneuploidie – gutes Beispiel für Gendosiseffekte• betrifft einzelnen Chromosomen eines Satzes• Monosomie - Hypoploidieo 2n-1 – es fehlt ein Chromosom• Gendosis um 50% verringerto doppelte Monosomie – 2n-1-1 – es fehlen 2 nichthomologeChromosomeno Nullisomie – 2n-2 – es fehlt ein Chromosomenpaar• Trisomie – Hyperploidieo 2n+1 – ein Chromosom doppelt• Gendosis um 50% gesteigerto doppelte Trismoie – 2n+1+1 – 2 zusätzliche nichthomologeChromosomen• Tetrasomie – Hyperploidieo 2n+2 – ein Chromosom 4fach• bilateraler Gynandromorph bei Drosophilao nach erster mitotischen Teilung verliert eine Zelle das 2te X-Chromosom (links)o linke Seite: aus männlichen Zellen – X0 – weißes Auge, kleineFlügelo rechte Seite: aus weiblichen Zellen – XX – heterozygot für dierezessiven Allele – schwarzes Auge, normaler Flügel• Menschen – heterosomalo 45, X0 – Turner-Syndrom• Zwergwuchso 47, XXY – Klinefelter• unfruchtbar• geringer IQ• sehr groß• Mensch - autosomalo 47, XY, +21 – Down-Syndrom• Herzfehler• Schwachsinn• Vierfingerfurche• kurzer Schädelo 47, XY, +13 – Pätau-Syndromo 47, XY, +18 – Edward-Syndromo Genmutationen - Punktmutationen- submikroskopische Veränderungen von DNA-Sequenzen• einzelnen Basen oder Tripletts- Detektionen von Mutationen bei DrosophilaSeite 17 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr- Sex-linked recessiv lethal system- Autosomal o. Sex-linked visible mutations- Morgan – bewies zuerst die Präsenz eines Genes auf einem Chromosom• bei Augenfarbe von Drosophila• white eyes determinierende Gen und sein Allel auf X-Chromosom• ebenfalls: yellow body color und miniatur wings- Sichelzellanämie- chemisch induzierte• Basenpaar-Substitutiono theoretische Bedeutungo Bedeutung bei Klärung von Schwesterchromatidenaustauscho anstelle der richtigen Base wird Analogon eingebauto z.B. 5-Bromuracilo dient zur Markierung- spontane• Basenpaar-Substitutionen aufgrund Tautomerie der DNA-Baseno Transition• Purin durch Purin• Pyrimidin durch Pyrimidin• menschl. Hämoglobino Transversion• Purin durch Pyrimidin• Pyrimidin durch Purin• menschl. Hämoglobino Missense-Mutationen• Austausch einer Aminosäure im Genprodukt• entweder: Funktion des Moleküls wird nicht gestört• oder: vollständiger Funktionsverlust möglicho Neutrale Mutationen• es entsteht trotzdem richtige Aminosäure (3. Base!)o Nonsense-Mutationen• entweder kein Genprodukt• oder verkürztes Genprodukt; i.d.R. nicht funktionsfähigo Rasterschubmutation• völlige Veränderung einer ganzen Aminosäuresequenz• Desaminierung (chemisch)o Entfernung der Aminogruppe einer Base• Depurinierung/-pyrimidierungo Base geht verloren durch Auflösung der Verbindung zurDesoxyribose- temperatursensitive• normale Funktion bei normalen Temperaturen• Störung bei höheren o. niedrigeren Temperaturen (Tod, o.ä.)• Bsp: Mutante von Drosophila ist bei 29°C innerhalb weniger SekundengelähmtSeite 18 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhro Geschlechtsbestimmung bei Drosophila- Weibchen normalerweise 2X- Männchen normalerweise XY- aber Y nicht entscheidend, sondern Verhältnis von X-Chromosomen zuAutosomensatz• X:A ≥ 1 Weibchen• X:A ≤ 0.5 Männchen• 2X und 3A steriler Intersex mit mosaikartigen weibl. und männl.Zügeno Gendosiskompensation in Drospohila- Dosiskompensation wichtig, da Anzahl von X sich bei Geschlechternunterscheidet Regulation der Menge an Genprodukten- Strategie bei Drosophila: Hyperaktivität im X-Chromosom des Männchens• ein Multi-Proteinkomplex verstärkt Transkription im X-Chromosom- Dosiskompensation wird früh in Embyogenese initiiert- Dosiskompensationskomplex aus RNA und Proteinen• Nicht-codierende roX-RNAs und MSL-Proteinen• bindet an X und bewirkt Hypertranskriptiono MSL-Proteine können ohne roX-RNA nicht effizient an X bindeno Transkriptionsstellen der roX-RNAs sind gleichzeitigEntstehungsort des Komplexes und 2 Ansatzstellen fürAusbreitung auf X (noch ca. 35 weitere Ansatzstellen)- Sex-lethal-Gen und daughterless-Gen haben Schlüsselrolle• ist Sxl angeschalten (normalerweise beim Weibchen), existiert aktivesProteinprodukt des Genes keine Dosiskompensation• ist Sxl ausgeschalten (normalerweise beim Männchen), existiert aktivesProtein nicht Dosiskompensation• ohne da-Gen kann Sxl nicht aktiviert werdeno Geschlechtsbestimmung bei Säugern- bestimmt durch Y- während Embryonalentwicklung noch kein Unterschied zw. männl. u. weibl.- ohne Y wird Gonadenanlage zu Ovarien Östrogene- mit Y wird Gonadenanlage zu Hoden Testosteron & Anti-Müllersche Hormono Replika-Technik- Samt-Stempel wird auf Ausgangsplatte gedrückt und dann auf mehrereSelektionsplatten Übertragung mit gleicher Orientierung auf unterschiedliche Nährböden Identifikation der einzelnen Stämme immer noch möglicho Spreading technique – Fluktuationstest- belegt das Phagenresistenz auf zufälligen Mutationsereignissen, bereits vor demSelektionsereignis, beruhen• Ansetzen einer Bakterienkultur Probe wird auf antibiotikumhaltigem Nährboden ausgebreitet alle Bakterien sterben ab, da keine resistenten Zellen vorhanden sind Anfangskultur werden zwei Ansätze A und B entnommen Ansatz A wird in Reagenzglas belassenSeite 19 von 27

- DNA-Repairzuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr Ansatz B wird auf andere Reagenzgläser aufgeteilt beide Kulturen werden auf jeweils mehrere antibiotikumhaltigeNährböden verteilt bei A auf allen Platten etwa die gleiche Anzahl antibiotikaresistenterKolonien. Ansatz B zeigt starke Unterschiede im Ergebnis (Fluktuationen genannt)- Gesamtzahl antibiotikaresistenten Bakterien ist gleich - Streuung der Anzahlresistenter Kolonien auf Platten des Ansatzes B widerlegt, dass Mutationen durchKontakt mit Antibiotikum entstanden sind – sonst wäre Anzahl resistenterBakterien aus Ansatz B auf allen Platten etwa gleich gewesen Fluktuationstest weißt nach, dass die Resistenz ein zufälligesMutationsergebnis ist, und schon vor dem Kontakt mit dem Antibiotikumentsteht1. Photoreaktivierung UV-geschädigter DNAo UV-Strahlung verursacht Bindung zwischen benachbarten Pyrimidine o. Purinen- Wasserstoffbrücke zu gegenüberliegender Base nicht mehr vorhanden DNA-Struktur wird verzerrt- Thymin-Dimer am häufigsteno Reparatur durch Enzym Photolyase- bindet (auch im Dunkeln) an Pyrimidindimer- trennt diese bei Licht in einer Photoreaktiono im Prinzip Schutz gegen Hautkrebs2. Nucleotidexzisionsreparaturo vielseitigster Weg, was Vielzahl der erkannten und behobenenSchäden angehto Ablauf- DNA-Schaden bzw. Verzerrung der DNA wird erkannt- betroffene Strang wird an beiden Seiten des Schadens mit wenigen BasenAbstand eingeschnitten und beschädigter Teil wird entfernt- entstandene Lücke wird durch Reparatursynthese gefüllt und freie Endenverschlosseno Suppressormutation- 2 Mutationen, wobei die 2te Mutation in der Lage ist die phänotypischeAusprägung der ersten Mutation zu hemmen bzw. zu unterdrücken- intergene Suppression – Behebung durch anderes Gen• Mutation in einem Gen für Aminoacyl-tRNA (AA-tRNA)o tRNA wird mit falschen AS beladen• Mutation in einer tRNAo Stopp-Codon kann übergangen werden Bindung einerAminosäure, die eigentlich da hin sollte• Mutation in einem Ribosomeno Genauigkeit der Ablesung wird verringert Fehlablesungenkönnen supprimiert werden- Intragene Suppression – Rückmutation auf demselben Gen• Transition eines Nuccleotids wird durch erneute Transition behoben- Genetik von Bakterien und VirenSeite 20 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhro Konjugation- Sexualvorgang bei Bakterien- 2 Zellen fusionieren Austausch gen. Materials über Cytoplasmabrücke- Mobile genetische Elemente: Transposonso Transposition- „illegitime“ Form der Rekombination zwischen nichthomologen DNA-Sequenzen- wesentlich: DNA-Synthese ist beteiligto in Prokaryoten 20-40% aller Mutationen aufgrund Transposons- in E. coli einfache IS-Elemente (Insertionssequenzen)• einfache DNA-Segmente; invertierte Repeats- in E. coli auch komplexere Transposons• tragen oft Gene für Antibiotikaresistenzo Eukaryoten- viele unterschiedliche Gruppen von Transposons- Häufigkeit im Genom variiert- durch Umwelteinflüsse, oder gen. induziert- resultieren oft in Mutationen- durch flankierende Duplikationen an Insertionsstelle gekennzeichneto 2 Möglichkeiten:- Exzision/Insertion• präzises Herausschneiden des Elementes an den Enden Aufschneiden der Wirts-DNA, mit versetztem Schnitt Einbau des herausgeschnittenen Elements Reparatur der Lücken durch Duplikation von Bereichen des geradeeingesetzten Stückes (flankierende Duplikationen)- Verdopplung• gleiches Prinzip, nur Verdopplung des Elements und Beibehaltung derursprünglichen Positiono 4 Gruppen- Insertions-Elemente (-Sequenzen)• bestehen nur aus der DNA, die für Transpositionsvorgang selbstverantwortlich ist• keine weiteren Gene• ein Gen auf dem DNA-Abschnitt codiert Transposas – eingerahmt voninverted repeats als Begrenzung (codieren selbst nicht)- einfache Transposonen – Tn3-Familie- zusammengesetzte Transposonen• beinhalten weitere Gene, z.B. für Antibiotikaresistenz• Mutagene- transposible und mutagene Phageno Retrotransposonen- große Ähnlichkeit mit Struktur der Retroviren, bilden aber keine infektiösenPartikelSeite 21 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr Transposition erfolgt über RNA-Zwischenstufe- festgelegte Struktur mit LTRs (long terminal repeats)- proteincodierende Gene – u.a. reverse Transkriptaseo Retro-Viren- ähnlich Retrotransposom- Transposition erfolgt über RNA-Zwischenstufe Genom besteht aus RNA undwird bei Replikation in DNA umgeschrieben- codieren zusätzlich infektiöse Partikel- können als Proviren in Genom eingebaut werden und an Nachkommen vererbtwerden- Induzierung von Tumoren möglich- können auch zelluläre Gene in ihr Genom aufnehmeno Pseudogen: Gen-ähnlicher DNA-Abschnitt, der nicht funktionsfähig ist- 2 Arten:• durch reverse Transkription von polyadenylierter mRNA und Einbau insGenom• duplizierte Gene, die Defekte haben und nicht funktionsfähig sind- Mendelo leitete die Entwicklung der Formalgenetik eino kontrollierte Kreuzungsversuche an Erbseno Beobachtung von Merkmalsausprägungen- Samenform, Farbe der Samenschalen und Erbsen, Form der Hülsen, Stand derBlüten u.a.1. Mendelsche Gesetz – Uniformitäts- und ReziprozitätsgesetzKreuzt man reinerbige Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind alleNachkommen (F1) unter sich gleich, uniform.Dabei ist gleichgültig, welcher Kreuzungspartner als Vater und welcher als Mutter dient;reziproke Kreuzungen sind gleich.2. Mendelsches Gesetz - SpaltungsgesetzKreuzt man die Individuen der F1-Generation untereinander o. mit sich selbst, so erhält manin der F2-Generation eine Aufspaltung in festen Zahlenverhältnissen.beim intermediären (unvollständige Dominanz) Erbgang 1:2:1;beim dominanten Erbgang: 3:13. Mendelsches Gesetz – Unabhängigkeitsgesetz, Gesetz von der NeukombinationKreuzt man reine Rassen, die sich in mehreren Merkmalen (in mehreren Genen)unterscheiden, so werden die Allele verschiedener Gene frei kombiniert und unabhängigvoneinander vererbt. (Gesetz nicht universell gültig, nur eine bestimmte Kategorie jeweilsbetrachteter Gene)o unvollständige Dominanz- keins der zwei Allele setzt sich voll durch neuer Phänotyp- rosa Löwenmäulcheno Codomianz- beide Allele manifestieren sich unabhängig voneinander beide werdenausgeprägtSeite 22 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhr• Klonierungsstelle zw. pflanzenspezifischen Promotorund Terminator- transgene Organismen (Drosophila)• einbauen der Fremd-DNA in P-Element spritzen der rekombinanten DNA in posteriore Region von Drosophila-Ei dort Entwicklung der Urgeschlechtszellen durch Transposase wird Fremd-DNA stabil ins Genom aufgenommeno Synthese komplementärer DNA- mRNA wird mit Enzym reverse Transkriptase zusammengefügt- kurzer DNA-Primer wird hinzugefügt, welcher Hybridisierung ermöglicht- reverse Transkriptase bildet cDNA aus DNA-RNA-Hybrid entsteht- mRNA wird entfernt- DNA-Polymerase benutzt cDNA als Template um gegensätzlichen DNA-Strangzu synthetisiereno DNA-Klonierung- Herstellung von DNA-Fragmenten- Vermehrung eines DNA-Fragments in theoretisch unbegrenzter Menge- Verknüpfung von Fremd-DNA mit dem Vektor- Einschleusung der künstl. rekombinanten Moleküle in eine Wirtszelle, in der sierepliziert werden können- Selektion von Klonen, die das rekombinante Molekül aufgenommen habeno PCR- Polymerasekettenreaktion- damit können geringste Mengen von DNA vermehrt und für Untersuchungzugänglich gemacht werdeno DNA-Sequenzierung- die Bestimmung der DNA-Sequenz, also der Nukleotid-Abfolge, vongenomischer DNASeite 26 von 27

zuletzt aktualisiert: 09.08.2004 - 23:12 Uhrbenutze Offline-Quellen- Script Genetik I - Prof. Sass (2002/2004) inkl. Mitschriften von Steffi R. (danke noch mal ☺)- Lehrbuch der Genetik - Seyffert (2. Auflage)- Biologie – Campell (6. Auflage)- Zoologie – Wehner/Gehring (23. Auflage)benutzte Online-Quellen- http://www.aum.iawf.unibe.ch/vlz/BWL/Gen_Kurs/start.htm- http://zope.reaktor.fhfurtwangen.de/portal/natural_sciences/nuclear_sciences/student%20project%201%20radiation%20biology/Genetik- http://www.schirkonyer.de/genetik.htm- http://www.dev-biologie.de/drosophila/drosophila.htmweitere Danksagungen ☺ gehen an – in alphabetischer Reihenfolge:- dem Bildungsministerium für die Finanzierung meines Studiums- meinen Mitbewohnern, dafür, dass ich 14 Tage aus dem Putzplan genommen wurde- den ZIMO Copyshop und seinen Mitarbeitern für die freundliche Hilfe, ohne die eine Vervollständigungdes Scripts nicht möglich gewesen wäre, da das Mädel, was sich für die Folien verantwortlich erklärthatte, auf halber Strecke nur noch die aktualisierten Folien im Copyshop hinterlegt hat und somit einsehr unvollständiges Script von 2004 entstanden ist, welches sich nur schlecht mit dem von 2002verkomplettieren lies Disclaimer & CopyrightIch übernehme keine Garantie für die Korrektheit der von mir hier zusammengetragenen Informationen.Trotz gründlicher Arbeit, kann ich sowohl Tippfehler, als auch Inkonsistenzen, die sich durchunterschiedliche – evtl. auch widersprechende – Quellen ergeben, nicht ausschließen. Ich übernehme keineVerantwortung für Schäden, die aus der Verwendung dieses Dokuments resultieren. Das Risiko bei derVerwendung dieser Zusammenfassung liegt alleine beim Benutzer.Ich habe keinen Einfluss auf die Seiten, deren Links ich angegeben habe.Fehler können mir gerne mitgeteilt werden unter alex@ftpi.deSie dürfen auf beliebigen Medien unveränderte Kopien dieses Dokumentes, wie sie es erhalten haben,anfertigen und verbreiten; Änderungen, die nicht vom Autor genehmigt wurden, sind jedoch nicht erlaubt.Mit der Verwendung dieser Zusammenfassung erklären Sie sich mit den hier angegebenen Bedingungeneinverstanden.Seite 27 von 27