Was ist ein Gen?
Ein Gen ist ein Abschnitt auf der DNA, der die Information zur Herstellung einer RNA enthält.
Substratinduktion
Beschreibe das Lac-Operon ohne Lactose und mit Lactose!
Wie ist ein Operon aufgebaut?
Aus welchen Elementen besteht das Operon-Modell nach Jacob und Monod?
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
Endproduktrepression
Beschreibe das Tryptophan-Operon ohne und mit Tryptophan!
Was versteht man unter Epigenetik?
Was versteht man unter DNA-Methylierung?
Methylgruppen werden an die Basen der DNA gehängt -> Gen wird deaktiviert -> bestimmte Enzyme können Methylgruppen entfernen -> Gen wird wieder aktiviert
Was versteht man unter Histonmodifikation?
Methyl- oder Acethylgruppen werden an Histone gehängt
Info:
Histone=positiv geladen ; DNA=negativ geladen => hohe Anziehung der Histone & DNA
Chromatin: DNA+Proteine
Aufgelockerte Form des Chromatins = Euchromatin
Acetylierung: Acetylgruppen verringern die positive Ladung der Histone => niedrigere Anziehung der Histone & DNA => Chromatin lockert s9ch
Phosphorylierung: “
-> Transkription findet statt
Dicht gepacktes Chromatin = Heterochromatin
Methylierung: Methylgruppen führen zur Verdichtung des Chromatins
-> Transkription findet nicht statt
Was sind Transkriptionsfaktoren?
Transkriptionsfaktoren sind regulatorische Proteine, welche die Transkription eines Gens beeinflussen
-> Sie können die Transkriptionsrate entweder erhöhen oder verringern
Was sind Enhancer / Silencer?
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.
Beschreibe den Aufbau des Auges
Beschreibe den Aufbau
Beschreibe die Informationsübertragung vom Nerv zum Muskel
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
Was ist die Aufgabe von Restriktionsenzymen?
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
Beschreibe den Ablauf der PCR-Methode
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
Was ist eine Gelelektrophorese?
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