<
>
swopdoc logo
Download
a) trade for free
b) buy for 23.43 $
Document category

Exam preparation
Biology

University, School

Johannes Kepler Universität Linz - JKU

Grade, Teacher, Year

2, Berger, 2016

Author / Copyright
Text by Janine B. ©
Format: PDF
Size: 4.21 Mb
Without copy protection
Rating [details]

Rating 4.0 of 5.0 (1)
Networking:
0/0|0[3.0]|1/6







More documents
EINFÜHRUNG IN DIE MOLEKULARBIOLOG­IE Aufbau und Struktur der Nukleinsäuren, DNA: DNA ist ein Polymer aus Nukleotiden (Nukleosid mit angeesterter Phosphorsäure). Das C1 der Ribose ist N-glycosidisch mit einer Pyrimiden- bzw. Purinbase verbunden, am C2 der DNA fehlt der Sauerstoff, C3 bindet an Phosphat der vorhergehenden Nukleotids u. am C5 sitzt das Phosphat. Bei physiologischem pH ist das Phosphat-Backbo­ne vollständig deprotoniert. Bei dsDNA bilden Purinbasen mit Pyrimidenbasen H-Brücken aus. Meistens bilden ds Nukleinsäuren…
Physikalische Eigenschaften der Nukleinsäuren Die Fähigkeit der DNA-Einzelsträn­ge sich unter geeigneten Temperatur- und Ionenbedingunge­n wieder zu einem Doppelstrang zusammenzufügen nennt man Renaturierung oder Reassoziation. Die durch die Renaturierung gebildeten Moleküle heißen Hybridmoleküle und den Vorgang der Doppelstrangbil­dun­g Hybridisierung. Wenn sich Hybridmoleküle nicht ganz komplementär paaren kommt es zu Fehlpaarungen, den resultierenden Doppelstrang nennt man Heteroduplex. Dieser ist extrem…

Dadurch wird die DNA länger, es kommt zur Verzerrung der regelmäßigen Struktur des Zuckerphosphat-Rückrates. Dadurch wird die Verdrillung der Doppelhelix verhindert (negativ spiralisiert). Das hat auch Einfluss auf die Sedimentationsgeschwindigkeit.

Fragen zu Kapitel 3- Verpackung der DNA im Chromosom


  1. Was ist Chromatin? Wie kann es verändert werden und was hat das für Auswirkungen?
    ( Stilllegung von Genen etc.)

Chromatin ist das Material, aus dem die Chromosomen bestehen. Es handelt sich dabei um einen Komplex aus DNA und Proteinen. Die Proteine werden eingeteilt in Histone und Nichthistone (HMG-Proteine (high mobility group), diese bewegen sich schneller, da sie eine viel negativere Ladung haben).
Chromatin besteht aus DNA die um Histone gewickelt sind, sowie aus Proteinen die sich an die DNA anlagern.
Es werden 2 Typen von Chromatin unterschieden: das Euchromatin, welches weniger dicht gepackt ist und das aufgelockerte Chromatingerüst im Karyoplasma einer Zelle darstellt.

Im Euchromatin befinden sich die meisten Gene und fast die gesamte Genaktivität. Als zweites gibt es noch das Heterochromatin, welches dichter gepackt ist. Hier liegt die DNA in spiralisierter, an Histon- und Nichthistonproteinen gebundener, doppelsträngiger Form vor (inaktive Erbinformation, kann erst abgelesen werden, wenn sie einzelsträngig vorliegt). Heterochromatin beinhaltet einige aktive, expremierte Gene und wird in der S-Phase spät repliziert.

Heterochromatin wird unterteilt in konstitutives Heterochromatin (kommt in allen Zellen als alpha-Satelliten DNA vor, d.h. im Bereich des Centromers als kurze DNA-Sequenz) und fakultatives Heterochromatin (um die Gendosis eines weiblichen Säugers aufrecht zu erhalten wird ein .....[read full text]

Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis
This page(s) are not visible in the preview.
Please click on download.
Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
Click on download to get complete and readable text
• This is a free of charge document sharing network
Upload a document and get this one for free
• No registration necessary, gratis
  • Linker-Histone werden gebunden, das zum 30nm-Filament führt (Struktur dieses Filaments bisher nicht genau geklärt; es existieren 2 Modelle: Solenoid-Modell, Zick-Zack-Modell).

  • Weitere Faltungsschritte führen zu einer Erhöhung der Organisation und zu Domänen im Kern.


    Aus: SPEKTRUM Spezial 2/13

    Die beiden DNA-Stränge müssen partiell voneinander getrennt werden um die Erbinformation ablesen zu können. Der Weg führt über die Nucleosomen. Jedes einzelne ihrer Histonmoleküle besitzt einen etwa 30-36 AS langen Schwanz. Auf diesen Histonschwänzen befinden sich Bindestellen für andere Moleküle. So führt z.B. die Bindung bestimmter Moleküle an die AS Lysin zu einer Öffnung und Lockerung der Chromatinstruktur und erlaubt es großen Enzymkomplexen, sich an die DNA anzulagern und deren Inforation abzulesen.
    Epigenetischer Histon-Code: einzelne Genen oder ganze Abschnitte der DNA können auf diese Weise gezielt stillgelegt oder aktiviert werden.
    Zu den Molekülen, die sich an die Histonschwänze anlagern können, gehört z.B Methylgruppe, sie kann auch direkt an die DNA heften = DNA-Methylierung (der bekannteste und am besten untersuchte epigenetische Mechanismus).

    Methyltransferasen heften Methylgruppen an die DNA.
    Wenn alle Methylierungsstellen besetzt sind wird das Gen inaktiv (ohne dass die Basenfolge verändert wird). Die DNA-Methylierung existierte schon bei Bakterien und diente ihnen als Schutz vor fremder, in der Regel viraler DNA. Diese Funktion erfüllt sie noch heute, auch in höher entwickelten Organismen.
    Mit Hilfe dieser ursprünglichen Feindeabwehr dienenden Methode können Zellen aber auch eigene Gene an- und abschalten.

    Dieses epigenetische Programm nennt man Zellgedächtnis und kann an die Tochterzel.....

  • Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    • Histonmodifizierungen

    • Acetylierung (an Lysinresten von H2A, H2B, H3, H4)

    • Methylierung (an Lysinresten von H3, H4)

    • Phosphorylierung (H1 – in S-und Metaphase, H3)

    • Ubiquitinierung (an Lysinresten von H2A, H2B, ; hier geht es um Monoubiquitinierung, welches eine regulatorische Modifizierung macht. Es gibt auch noch Polyubiquitinierung, welches ein kleines Protein ist, das für den Abbau von anderen Proteinen zuständig ist – das Zielprotein muss mit Polyubiquitin verbunden sein. Der Proteinrest wird durch das Proteasom abgebaut, welches 2 regulatorische Kappen hat, das die Polyubiquitinerung erkennt.)

    • ADP-Ribosylierung (an H2B; es kommt zur kovalenten Veränderung des Riboserestes, dadruch wird das Protein inaktiv)

    • Nicht-codierende RNAs

    • Assoziation mit nicht-Histonproteinen

    • Histon-Substitution

    • DNA-Methylierung

    Auswirkung von Histonmodifizierungen:

    Die häufigsten Histonmodifikationen: (K=Lysin; S=Serin)

    Epigenetische Modifikation

    Effekte auf Genaktivität

    Modifizierte Histone (betroffene AS)

    Acetylierung

    aktivierend

    H3 (K9, 14, 18, 56)

    H4 (K5, 8, 12, 16)

    H2A (K4, 9)

    H2B (K5, 12)

    Methylierung

    hemmend

    H3 (K9, 27)

    H4 (K20)

    Methylierung

    aktivierend

    H3 (K4, 36, 79)

    Phosphorylierung

    aktivierend

    H3 (S10)

    Die Modifizierungen finden in der Regel an den N-terminalen Schwänzen der Histone statt. Lysin 9 an Histon 3 (H3Lys9/H3K9) kann sowohl methyliert als auch acetyliert vorliegen. Es kann bis zu 3-fach methyliert sein, was ein Zeichen für ein transkriptionell inaktives Chromatin ist. Wenn es acetyliert vorliegt ist das ein Charakteristikum für ein transkriptionell aktives Chromatin.
    Die Methylierung von Lysin 4 (H3Lys4) führt zur Acetylierung von Lysin 9 (H3Lys3), sie beeinflussen sich gegenseitig.

    Oder die Phosphorylierung von Serin 10 (H3Ser10) fördert die Acetylierung von Lysin 14 (H3Lys14). Wobei die Methylierung von Lysin 9 an H3 die Phosphorylierung von Serin 10 an .....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Die DNA-Methylierung passiert bevorzugt an 5`CpG-3` von DNA, wodurch auch Histone methyliert werden. Dadurch werden DNA-Bereiche stillgelegt.

    Längerfristiges Stilllegen von Chromatin/epigenetisches Stilllegen

    1. DNA-Methylierung führt zu Histonmethylierung und umgekehrt. Methylierte DNA wird von Proteinen erkannt und Histondeacetylase (HDAC) werden rekrutiert. DNA-Methylierungen führen dazu, dass Histone deaktiviert werden und es zu einer transkriptionellen Inaktivierung (transkriptionelles silencing; Resultat von epigenetischer Veränderung der DNA, z.B. Methylierung) kommt.

      Methylierungen werden an Genartionen weitergegeben, über Tochterzellen. Epigenetik: z.B. Diabetes 2 – Großvaters Ernährung hat Auswirkung auf die Enkel.

    Nicht codierende RNA (RNA- vermitteltes Silencing) kann auch Chromatin stilllegen. RNA ermitteltes
    silencing spielt eine wichtige Rolle beim Abschalten von repetitiven DNA
    Elementen (LINE,SINE).
    Eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRP) bildet eine doppelsträngige RNA. RdRP ist ein Enzym, das die Replikation von RNA katalysiert.
    Ein Dicer spaltet die RNA in kurze (21-22 Bp lange) Stücke = siRNA (small interference RNA).
    Dies Stücke werden in ein Protein namens RITS (RNA induced initiation of transcriptional gene silencing) eingebaut.

    Diese baut einen der Doppelstränge ab und erkennt bei Transkription die Sequenzen und schaltet diese mit HMT, silencing factors und HDACs ab. Bsp.: Xist (X inactivating silencing transcript) RNA initiiert die Stilllegung des 2. X-Chromosomes in weiblichen Säugern. Xist entfaltet seine Wirkung ausschließlich in cis. Das X-Chromosom, das diese Xist-RNA transkribiert, wird abgeschalten.

    Kurz danach wird H3Lys9 methyliert. MacroH2A wird danach eingebaut in das stillgelegte, zweite X-Chromosom.
    So kann ein Gen längerfristig abgeschalten werden (Stilllegung kann au.....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Diese kann im Gegensatz zur DNA selbst katalytisch aktiv sein und somit nicht nur als Informationsspeicher, sondern auch als Enzym fungieren. Forschern ist es mittlerweile auch gelungen, RNA-Moleküle herzustellen, welche im Stande sind, sich ohne Hilfsmittel zu replizieren).
    Unter den nicht codierenden RNAs sind die micro-RNAs (siehe S.51) besonders gut untersucht.

    Sie können die Aktivität von Genen beeinflussen, indem sie sich an mRNAs heften, die einen Abschnitt komplementärer Sequenzen enthalten. Die werden dann entweder abgebaut oder blockiert.
    Micro-RNAs können ein Gen auch noch dann abschalten, wenn schon Abschriften von ihm (mRNA) angefertigt sind. Sie sind als normale Gene codiert und werden als diese abgelesen. Das Ergebnis ist die pri-micro-RNA, die ein Enzym namens Drosha zu etwa 70nt langen pre-micro-RNA stutzt.

    Diese wird nach Verlassen des Zellkerns von einem weiteren Enzym namens Dicer in die fertige micro-RNA zerhackt. Das nur etwa 22nt lange Molekül bildet, nach dem Auftrennen der Einzelstränge, mit bestimmten Proteinen den Komplex namens RISC. Der erkennt mittels der enthaltenen micro-RNA mRNA mit komplementären Abschnitten und lagert sie an, so dass sie nicht mehr in Proteine umgeschrieben werden, sondern abgebaut werden.

    1. Wie ist das Chromatin im Interphasekern organisiert? Welche Elemente sind vorhanden und wie kann modifiziert werden. Wie können Gene längerfristig abgeschalten werden?

    Im Interphasekern sind die Chromosomen weniger kondensiert und in Chromosomenterritorien organisiert.
    Der Interphasenkern ist der „Arbeitskern“ (zwischen 2 Zellteilungen). Bei der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisieurng sind die Chromosomen mit unterschiedlichen Fluoreszenzen gefärbt. Dadurch sieht man, das jedes Chromosom einen eigenen Platz einnimmt, der sich nicht mit der Fläche eines anderen Chromosoms mischt.

    Der Platz, den ein Chromosom beansprucht, wird als Chromosomenterritorium bezeichnet. Aktive Gene befinden sich eher in der Peripherie der Chromosomenterritorien, damit sie leichter zugänglich für die Transkriptionsmaschinerie (Enzyme) sind.
    Elemente: Chromosomenterritorien sind an bestimmten Stellen mit Komponenten der Zellmatrix (Kernstruktur) assoziiert. Der Zellkern ist ausgekleidet mit einer Schicht, die von Laminen gebildet wird. Externe Lamine bilden ein Gerüst, das die Kernmembran unterstützt. Interne Lamine bilden die Kernmatirix aus und sind innerhalb des Kerns.

    Die S/MAR Elemente (haben wichtige regulatorische Funktionen, sie begrenzen regulatorische Bereiche und sind an die Kernmatrix gebunden. Im Metaphasebereich sind S/MAR Elemente im Inneren der Chromosomen lokalisiert. Man nimmt auch an, dass sie funktionell aktive/inaktive Bereiche abgrenzen.) interagieren mit Matrix-Schleifen (an Scaffold verankert), die von der Kernmatirx ausgehen (SAR/MAR Elemente sind in der Interphase an die Kernmatr.....

    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis
    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    An den Enhancer bindne Transkriptionsfaktoren die synthetisiert oder aktiviert werden. Das Transkriptionsmuster wird durch Enhancer entscheidend beeinflusst. Enhancer können mehrere 1000ende Nucleotide vom Startpunkt entfernt sein.
    Wie wirken sie? Die Lösung ist die Ausbildung von Lopping. Die DNA wird in eine Schleife (Loop) gelegt, so kommen die Enhancer in räumliche Nähe mit dem Transkriptionsstartpunkt.
    Enhancer sind trans-acting-Elemente, sind orientierungslos.
    Ein Insulator blockiert Enhancer damit dieser nicht mit bestimmten Promotor interagieren kann.
    Enhancer/Silencer können 10-15 kb vor oder nach dem Promotor liegen.



    Zusatz:


    Verpackung bakterieller Chromosomen
    Bei Bakterien ist das Chromosom dicht gepackt, die Anordnung ist jedohc nicht so regelmäßig und genau reguliert. „Histonlike Proteins“ (nicht verwandt mit Histonen) – haben keine Sequenzhomologie, sind sehr klein und basisch. Unter Stress oder in stationärer Phase werdne die 30 nm fiber weiter aufspiralisiert und über das Dps in eine fast kristalline Form gepackt.

    Dadurch werden die Bakterien stabiler (da Chromosomen durch das Dps-Protein dichter gepackt sind).

    • HU

    • IHF (integration host factor) – für die Integration von Phagen ins bakterielle Chromosom

    • H-NS

    • FIS – beeinflusst DNA-Topologie, Rekombination

    • Hfg


    Histone gehört noch zur Frage 13

    Nucleosome sind aus Histonen aufgebaut. Jedes Histon bindet als Histonoctamer. Die DNA ist um die Histone gewickelt.
    Charakteristika der Histone: H3, H4 sind sehr konserviert (brauchen sehr lange bis sie sich evolutiv verändern), Histone sind sehr basische Proteine, H3 und H4 sind sehr argininreich.
    Struktur:

    • Histon-fold“=eine zentrale, lange Helix, flankiert von jeweils einem Loop und einer kurzen Helix (über Loop Struktur erfolgt .....

    This page(s) are not visible in the preview.
    Please click on download.
    Download Genetik, eine Einführung in die Molekularbiologie - Prüfungsfragen und Lösungen
    Click on download to get complete and readable text
    • This is a free of charge document sharing network
    Upload a document and get this one for free
    • No registration necessary, gratis

    Legal info - Data privacy - Contact - Terms-Authors - Terms-Customers -
    Swap+your+documents