DNA Struktur

„Erbfaktor“

DNA ABSCHNITT DER BIOLOGISCHE INFORMATION ENTHÄLT UND EIN RNA ODER POLYPEPTIDMOLEKÜL CODIERT

Gesamte Genbestand einer Zelle

Unterschiedliche Zustandsformen eines Gens

reinerbig, gleiche Allele

mischerbig, unterschiedliche Allele

Überdeckt bei einem heterozygoten Genotyp die Wirkung eines Allels die des anderen, so bezeichnet man das Dominierende, den Phänotyp bestimmende Allel, als dominant

bedeutet in der Genetik „zurücktretend“ oder auch „nicht in Erscheinung tretend“

1822-1884

Uniformität und Reziprozität: Kreuzt man Individuen einer Art die sich in einem Merkmal unterscheiden für das sie reinerbig (homozygot) sind, so ist die F1 in Bezug auf dieses Merkmal gleich (Uniform).

Spaltungsregel:

Kreuzt man die F1 unter sich so ist die F2 nicht uniform sondern die Merkmale spalten sich beim dominant rezessiven Erbgang im Verhältnis 3:1

Chromosom: Lange fadenartige Struktur bestehend aus DNA und assoziierten Proteinen

Allel: mögliche Zustandsform eines Gens, das sich an einem bestimmten Ort auf einem Chromosom befindet.

• Oswald Avery / Frederick Griffith : Das transformierende Prinzip DNA ist das transformierende Prinzip/Der Träger der Erbinformation

• Das Hersey Chase Experiment : Arbeiten mit Bakteriophagen, Bakteriophagen Gene bestehen aus DNA ->DNA ist der Träger der Erbinformation

1928

• Erster Nachweis der Transformation bei Bakterien

• Bakterium kommt in zwei Varianten vor:

  • "S-Zellen" (smooth, glatt), erscheinen durch Schleimkapseln glatt, sind krankheitserregend

  • "R-Form" (rough, rau) hat Fähigkeit zur Kapselbildung verloren, erscheint rau / ist nicht pathogen. Wird aufgrund der fehlenden Schleimkapsel vom Immunsystem der Maus erkannt.

• 1944

• Gemisch mit virulenten S-Zellen wird erhitzt, homogenisiert und filtriert

• Zu drei unterschiedlichen Proben des virulenten Filtrats werden Enzyme hinzugegeben, die entweder RNA, DNA oder Proteine abbauen

• Anschließend gibt man drei Proben getrennt zu drei R-Zellenkulturen

• Ergebnis: Kulturen, welche mit Protease oder RNase behandelt wurden, haben weiterhin virulente S-Zellen gebildet

• 1952

• Unabhängige Bestätigung des Ergebnisses von Oswald Avery

• T2-Phagen wurden kultiviert:

  - unter Zugabe von radioaktivem Schwefel (35S) in Proteine

  - unter Zugabe von radioaktivem Phosphor (32P) in die DNA

• Ergebnis: Bei 35S war keine Radioaktivität festzustellen, Proteine waren nicht in die Bakterien eingedrungen und können nicht der Träger der Erbinformation sein

  -> Nur die 32P DNA ist in die Bakterien eingedrungen. Somit kann nur die DNA durch die in ihr codierte Erbinformationen die Bakterien zur Produktion von Phagen animieren

Bei Infektion mit virulenten Phagen endet sie mit der Lyse des Bakteriums:

1. Adsorptionsphase

2. Injektionsphase

3. Latenzphase

4. Lytische Phase

Vermehrung,m Lyse oder Integration der DNA in die WirtsDNA

Phage ruht als Prophage im Bakteriengenom

• 1940 Gründung der „Phagengruppe“ (Physiker, Biologen Chemiker) in unterschiedlichen Labors, die gemeinsames Interesse an Genen besaßen

• Hypothese: Infektionszyklus von Phagen als ideales experimentelles System zur Untersuchung: was sind Gene und wie arbeiten diese

• Luria-Delbrück-Experiment: (Resistenzbildung von Bakterien gegenüber Bakteriophagen) zeigt, dass Mutationen in Bakterien spontan, und damit auch in Abwesenheit von Selektionsmechanismen geschehen und nicht als Reaktion auf geänderte Umwelt-bedingungen

• Saure chemische Substanz die man aus dem Kern eukaryotischer Zellen isoliert wurde (1869 F. Miescher)

• RNA oder DNA; besteht aus einer Kette von Nukleotiden, die durch Phosphodiesterbindungen miteinander verknüpft sind

• LINEARE NUKLEOTIDPOLYMERE

• Die monomeren Untereinheiten von DNA und RNA

• Eine Purin oder Pyrimidinbase

• Einem Zucker aus fünf Kohlenstoffatomen Pentose

• Ein Mono-, Di- oder Triphosphat

Ribose besitzt ein O-Atom mehr

• Durch die Anheftung einer Phosphatgruppe an das 5´-C-Atom des Zuckers wird aus dem Nukleosid ein Nukleosidmonophosphat bzw. ein Nukleotid

• Es können bis zu drei Phosphatgruppen angefügt werden

• Die Phosphatgruppen kennzeichnet man mit alpha, beta und gamma, wobei das Symbol a das Phosphat bezeichnet, das direkt mit dem Zucker verbunden ist

• Purinbasen: Adenin, Guanin

• Pymiridinbasen: Cytosin, Thymin (Uracil)

• Postreplikativ (nach der DNA-Synthese) aus Cytosin durch Hinzufügen einer Methylgruppe gebildet

• DNA-Methyltransferasen (DNMTs)

• Epigenetik: An- und Abschaltung von Genen

• alle Prozesse in einer Zelle, die als „zusätzlich“ zu den Inhalten und Vorgängen der Genetik gelten

• Vererbbare Veränderungen in der Genexpression, die nicht in der DNA-Sequenz selbst codiert sind

• Veränderungen der Genfunktion, die nicht von der Gensequenz abhängen und an Tochterzellen weitergegeben werden.

• Nucleophiler Angriff des 3´OH-Endes auf innerstes Phosphat

• Phosphoanhydridbindung wird gespalten, eine Phosphodiesterbindung geknüpft

Polynukleotide/Nukleinsäuren weisen eine chemische Polarität auf:

• Freies (nicht mit einem Nachbar-Nukleotid verknüpftes) 3´ OH Ende

• Freies 5´-Phosphat Ende (Enthält das erste 5´-Ende-Nukleotid eines DNA Moleküls ein NMP oder ein NTP (Phosphatgruppe))

• Hauptkritiker der Gentechnik

• Bestimmte mit chromatographischen Verfahren die genauen Mengen der vier stickstoffhaltigen Basen in DNA Proben verschiedener Organismen

• In jeder Probe stimmte die Anzahl der Adenine mit der Anzahl der Thymine überein. Zudem stimmte die Anzahl der Guanine mit der Anzahl der Cytosine überein

• 1920-1958

• Endeckerin der Helixstruktur der DNA

• In der DNA liegt die Anzahl der Basen Adenin (A) und Thymin (T) stets im Verhältnis 1 : 1 vor.

• Das Verhältnis der Basen Guanin (G) und Cytosin (C) beträgt ebenfalls 1 : 1.

• Das Verhältnis A : G beziehungsweise C : T variiert.

• Paarungsregeln: Es bilden immer jeweils genau eine Purin-Base (Guanin oder Adenin) mit einer Pyrimidin-Base (Cytosin oder Thymin) ein Basenpaar

10 Basenpaare

2nm

• Zwei Chromatiden (Rechte C mit 1 bezeichnet)

• Am Centromer hängen die beiden Chromatiden zusammen

• Kurzer Arm (p-Arm)

• Langer Arm (q-Arm)

• Akrozentrisch / Metrozentrisch

Abschnitt des Zellzyklus teilungsaktiver eukaryotischer Zellen, der zwischen zwei Kernteilungen (Mitosen) liegt. Sie dauert gewöhnlich wesentlich länger als die Mitose

Chromatin ist das Material, aus dem die Chromosomen bestehen. Es handelt sich um einen Komplex aus DNA und speziellen Proteinen, von denen wiederum etwa die Hälfte Histone sind

• Arbeitskern/Kern zwischen zwei Teilungen)

• besitzt Überspiralisierung

• Der Grad der Kondensation/Packung kann in einzelnen Bereichen variiert werden

• Heterochromatin: stärker kondensiert d. h. diese Bereiche sind abgeschaltet

• Euchromatin: aufgelockerte Struktur: Faktoren z.B. RNA-Polymerasen können gut an die DNA binden –Transkription

• Chromatinremodelling: Modifikation der Chromatinstruktur

• Interphasechromosom kann durch Bindung von Nichthistonproteinen weiter kondensiert werden.

• Metaphasechromosom (auch Zwei Chromatid Chromosom) Hat maximale Kondensation erreicht

• Transportform eines Chromosoms (Zellteilung)

• bezeichnet eine zusätzliche räumliche Verwindung der helikalen DANN

• die durch Verdrillung (engl. twist) entstehenden Verknäuelungsstrukturen doppelsträngiger DNA .

Ohne supercoiling wäre die DNA viel zu groß für die Zelle, daher ist sie in lebenden Zellen praktisch immer überspiralisiert