Molekularbio

RNA:

• einzelsträngig
• Zucker Ribose
• bindet Base Uracil
• instabiler
• am C2-Atom eine OH-Gruppe (kann einen nucleophilen Angriff auf Phosphat machen =>Instabilität, Alkalilabilität)
• kann doppelsträngige Strukturen bilden, die wichtiger sind, als die Primärsequenz
• „Überträgerfunktion“ 

DNA

• -doppelsträngig
• -Zucker Desoxyribose
• -bindet Base Thymin
• -stabiler
• -am C2-Atom ein H-Atom
• -„Speicherfunktion“ 

• DNA bindet die Base Thymin und RNA bindet die Base Uracil.
• Da die DNA die OH-Gruppe am C2-Atom nicht hat ist sie viel stabiler, als die RNA.
• Da die DNA in doppelsträngiger α-Helix-Form vorkommt, muss sie erst entwindet und die beiden Stränge getrennt werden, damit sie abgelesen werden, oder repliziert werden kann. Die RNA kommt in der Regel einzelsträngig vor und kann somit sofort von einem Ribosom translatiert werden.
• DNA wird im Zellkern transkribiert, RNA wird im Zytoplasma translatiert.
• Die DNA ist ein recht großes Molekül und verlässt deshalb den Zellkern nicht. Die RNA hingegen ist viel kleiner und kann den Zellkern verlassen um transkribiert zu werden. 

DNA: enthält die gesamte Erbinformation und codiert für die von der Zelle, oder vom Organismus benötigten Proteine
 

RNA: Es gibt verschiedene RNA-Typen. Sie sind für die Translation, also für die Herstellung von Proteinen aufgrund der transkribierten Informationen, die von der DNA kommen, wichtig.

• mRNA ist die transkribierte Information der DNA und wird zur Proteinherstellung translatiert.
• tRNA stellen die richtigen Aminosäuren je Kodon zur verfügung.
• rRNA ist ribosomale RNA, also Bestandteil des Ribosoms (welche Proteine herstellen). 

Ein Genom ist das komplette genetische Material eines Organismus. Es besteht aus:

• Gene (kodierende Regionen, Signale zur Expressionskontrolle) Phosphat, Ribose, Basen GCAT bzw. U
• Pseudogene wie ein Gen, ohne kodierende Region
• strukturelle Sequenzen: für die funktionale Organisation der DNA, Centromere (Verteilung nach Duplikation), Telomere (Def.&Funkt. der DNA-Enden), ORI, Scaffolt Attachment (Organisation im Zellkern)
• Integrierte Fremd-DNA: Viren, Plastiden-DNA 
• Junk-DNA: unbekannte Funktion
• Transposons und Retrotransposons: DNA-Elemente, die sich im Genom bewegen

=>kodierende Region: Exons

=>nicht-kodierende Region: Introns

Anzahl Gen-Duplikate. Die Genomgröße korreliert nur schwach mit der Genanzahl. 

• Isolierte DNA Fragmente oder Gemische von DNA Fragmenten werden in Plasmide (oder andere Vektoren, je nach Größe der zu klonierenden DNA) ligiert
• in E.coli (oder anderen Mikroorganismen) vermehrt.
• Der Klonierungsvektor enthält:
  • ORI,
  • Polylinker (mit Reaktionsschnittstellen, für die Insertion der DNA)
  • Selektionsmarker/Selektiongen

Schritte:

• Isolieren des Gens
• Gen und Vektor mit Restriktionsenzym schneiden
• Gen und Vektor-DNA verknüpfen/ligieren (DNA in Vektor insertieren)
• rekombinanter Vektor durch Infektion, oder Transformation einfügen in die Empfängerzelle
• Empfängerzellen, welche den Vektor aufgenommen haben selektionieren Klone mit dem gesuchten DNA-Fragment isolieren 

Die DNA muss durch mechanischen (Ultraschall, Scherkräfte), oder enzymatischen (Topoisomerasen, unspezifische DNAsen, oder Restriktionsenzyme(spezifisch)) Stress geschnitten werden.

Isolierung eines Gens

• Heraustrennen einer bestimmten Region der DNA aus der Gesamt-DNA 
  • Zerschneiden der DNA (mech. oder enz.)
    • Trennen der DNA-Fragmente (Gelelektrophorese)
    • PCR

• Vermehrung dieses Stücks
  • Klonieren in bakterielle Plasmide
  • PCR

• Nachweis der Identität, Bestimmung der Sequenz
  • Restriktionsanalyse
  • PCR
  • Hybridisierung
  • Sequenzierung 

Nucleinsäurehybridisierung: Zwei Nucleotidstränge mit komplementären Basen bilden einen Doppelstrang. (Hybrid auch stabil, wenn nicht ganz komplementär)
=>Gen-Sonde = Nucleotidsequenz, welche für die Hybridisierung eingesetzt wird, werden radioaktiv, oder mit fluoreszierenden Gruppen markiert.

Immunscreening: Ein vom gesuchten Gen codiertes Protein wird mit Antikörpern identifiziert. Gen muss dazu von der transformierten Zelle exprimiert werden 

• ORI (für die Vermehrung des Plasmids),
• Polylinker (für die Insertion der DNA, enthält Reaktionsschnittstellen) und
• Selektionsmarker/Selektionsgen (Selektionieren von Bakterienzellen, die das Plasmid aufgenommen hat)