Gene / Gentechnik & das Auge

Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Information zur Herstellung einer RNA enthält.

Strukturgene: enthalten genetische Information zur Bildung der Enzyme

Regulatorgen: enthält die Information zur Bildung eines Repressor-Proteins

Repressor: Protein, das die Enzymsynthese unterbinden kann

Operator: DNA-Abschnitt, an den das Repressor-Protein reversibel bindet

Promotor: DNA-Abschnitt, an den die RNA-Polymerase bindet

Operon: Oberbegriff für den DNA-Abschnitt aus Promotor, Operator und Strukturgenen

Info:

Histone=positiv geladen ; DNA=negativ geladen => hohe Anziehung der Histone & DNA

Chromatin: DNA+Proteine

Transkriptionsfaktoren sind regulatorische Proteine, welche die Transkription eines Gens beeinflussen

-> Sie können die Transkriptionsrate entweder erhöhen oder verringern

Enhancer sind kurze Abschnitte in der DNA, die dafür sorgen, dass die entsprechenden Gene deutlich stärker transkribiert werden

-> verstärken die Transkriptionsrate eines Gens

Silencer sorgen dafür, dass die Gene weniger häufig transkribiert werden

-> Transkriptionsrate ist demnach schwächer. In der Regel stoppen Silencer die Transkription eines Gens nicht vollständig, sondern schwächen die Transkriptionsrate ab.

Impuls läuft in der präsynaptischen Endigung des Motoneurons ein

● Transmitter werden ausgeschüttet (bei Synapsen der Skelettmuskulatur:

Acetylcholin)

● durch Transmitterausschüttung folgt Depolarisierung der postsynaptischen

Membran (der Muskulatur)

● bei Skelettmuskeln: genügend große Depolarisation ⇒ AP’s erzeugen

● Impuls läuft über die gesamte Oberflächenmembran der Muskulatur

● fingerförmige Einstülpungen der Membran (T-Tubuli) führen ins Innere der

Muskelfaser, wie auch die AP’s → T-Tubuli = engen Kontakt mit dem

sarkoplasmatischen Retikulum (SP) → spezielle Form eines ER’s

● Im Ruhestand: SP nimmt aktiv Ca2+-Ionen aus Cytoplasma auf

○ Muskel kann nicht kontrahieren, da Ca2+-Konz. im Cytoplasma zu gering ist ● Mit AP: SR depolarisiert, schüttet Ca2+ aus → steigt im Cytoplasma, Muskel

kontrahiert

Restriktionsenzyme (genetische Schere) → zur Isolation der DNA

● zerschneiden Phagen-DNA in kleine Stücke (Restriktion)

● Eigene DNA der Bakterien wird durch chemische Veränderungen (Methylgruppen)

gegen Schneideenzyme geschützt

● Enzyme, die spezifische Basensequenzen erkennen und dort die DNA zerschneiden

können (Abfolge von 4-8 Nukleotiden)

○ dabei werden Phosphatdesoxiribosebindungen (Rückgrat) getrennt

● spalten DNA Doppelstrang (Endonuklease) wir biochemische Schere

● hochspezifisch = nur bestimmte Teile werden gespalten

● DNA-Strang wird glatt aber versetzt geschnitten

● beim Überschneiden entstehen immer Schnittstelle, die herausragt

○ Enden neigen zum Zusammenwachsen (Sticky Ends)

● Ligase verbindet aneinandergelagerte Sticky Ends fest zu einem durchgehenden

DNA-Strang durch Ausbildung von Phosphodiesterbindung

○ auf diese Weise lassen sich DNA-Fragmente mit einer gewünschten GenX in

einem Plasmid einbringen

→ man erhält rekombinierte DNA

PCR (Polymerase-Kettenreaktion)

● Vervielfältigung eines DNA Abschnittes

→ für DNA-Analyse werden tausende DNA-Kopien benötigt

→ PCR ermöglicht ausgehend von einzigen DNA-Molekülen eine milliardenfache Vervielfältigung eines DNA-Abschnitts

● benötigt: DNA Fragmente, Nukleotide, Primer, DNA-Polymerase, Puffer

1. Denaturierung

● Auftrennen der DNA bei 94°C = Thermocycler

○ Doppelhelix Wasserstoffbrückenbindungen werden aufgebrochen

● anschließende Temperaturregelungen auf 65° = Verhindert erneute Verbindung

2. Hybridisierung

● DNA wird schnell abgekühlt (auf 50°) damit sich Primer anlagern können

○ rahmen DNA-Abschnitt ein, somit Sequenz vor und nach kopiertem Stück

schon bekannt

3. Polymerisation

● Temperaturerhöhung auf 72° (Temperaturoptimum der Polymerase)

○ taq-Polymerase lagert sich an Primer an

○ synthetisiert komplementäre DNA-Einzelstränge jeweils zu Matrizenstränge

● Polymerase synthetisiert in 5’-Richtung