Genetik HS 17

Der Vektor wird an vorgegebener Stelle durch spezifisches Restriktionsenzmy geschnitten. Dies führt zu einem "sticky" und einem "blunt" end. 

Eine neue Fremd-DNA wird eingesetzt. Die Fragmente halten sich aneinander durch die Basenpaarung an den jeweiligen Enden. Das Fremd-DNA-Fragment wird durch das selbe Restriktionsenzym hergestellt. 

Die noch bestehenden Lücken werden durch DNA Ligase versiegelt (Phosphodiesterbindung), und übrig bleibt eine rekombinante DNA.

1. Isolation von plasmidDNA und anderer DNA
2. Andere DNA wird über Restriktionsenzyme in Plasmid gepflanzt
3. Plasmid wird in Bakterium eingepflanzt 
4. Zellen werden geklont

Ermöglicht Gentransfer. Dies indem Zellkultur mit gewünschter DNA gemischt werden. Danach wird die Mischung unter Strom gestellt. Zellen nehmen DNA durch Löcher in Membran auf. Zellkultur erneut auftragen und nach Kriterien filtern. Solche Kriterien sind z.B. ein selektiver Nährboden.

Polymerase chain reaction. 

Hat zum Ziel, DNA zu replizieren. Besteht aus dem gleichen, sich wiederholenden Zyklus: 

1. Denaturation (95°) um die Stränge der DNA zu spalten
2. Hybridation (Anheftung der Primer)
3. Synthese des komplementären Stranges durch Taq DNA Polymerase

Da die DNA durch die Phosphatgruppen negativ geladen ist, wandert sie in Richtung der Anode (+). Die DNA Moleküle lagern sich dann nach Grösse (absteigend) an, da die kleineren Moleküle schneller durch das Gel wandern. 

Restriktionsanalyse. Eine markierte Sonde bindet hier spezifisch die Fragmente, welche ihr komplementär sind. 

1. Präparation der Fragmente (Mischen von DNA + Restriktionsenzymen)
2. Elekrophorese
3. Blotting
   1. DNA wird mit einer basischen Lösung denaturiert, was die dsDNA zu ssDNA macht
   2. DNA von dem Elektrophoresegel auf ein Nitrocellulosefilter übertragen (BLOTTING)
   3. DNA wird dann mit NaCl neutralisiert
   4. Der Filter (auf welchem die DNA Fragmente nun positionniert sind) wird dann einer Sonde ausgesetzt, welche radioaktiv markiert und für ein spezifisches Gen ist. Diese Sonde wird mit einer kurzen Sequenz des Genes basenpaaren. 
   5. Filter wird Röntgenstrahlung ausgesetzt, welche die gesuchte Frequenz hervorheben wird. 

1. Geklonte DNA-Fragmente werden mit Restriktionsenzymen geschnitten
2. Fragmente werden über Gelektrophorese getrennt
3. Erstellung von theoretischen Modellen welche mit den Resultaten übereinstimmen
4. Gegentest mit doppelter Enzymverdauung

1. Mischen von ssDNA mit DNA Polymerase, dATP, dCTP, dTTP und dGTP und einem radioaktiv markierten Primer
2. Die obere Mischung wird in vier weitere Mischungen aufgeteilt, wobei in jede ein anderes ddNTP (Dideoxynukleotid) hineinkommt
   1. Diese ddNTPs stoppen die Synthese der DNA, sobald sie eingebaut werden. 
3. Es entstehen DNA-Fragmente unterschiedlicher Länge, welche in jedem einzelnen Ansatz mit dem gleichen ddNTP enden. 
4. Nach dieser Kettenabbruchreaktion werden die markierten Abbruchprodukte mittels Elektrophorese der Länge nach aufgetrennt. 
5. Indem die vier Ansätze verglichen werden, kann die Sequenz nach Exposition des radioaktiven Gels auf einen Röntgenfilm, abgelesen werden

• Identifizierung von Personen; Polymorphismen und Fingerprinting
• Gentherapie
• Pränatale Diagnose
• Transgene Tiere
• Klonieren von Geweben und Lebewesen

Herstellung von genetisch modifizierten Organismen oder Herstellung von rekombinanten Proteinen

Restriction fragment length polymorphism

Mithilfe von Polymorphismen werden verschiedene Genome verglichen

Clustered regularly interspaced short palindromic repeats

CRISPR/Cas9 erlaubt es, ein fehlerhaftes Gen durch ein gesundes zu ersetzen. Die sgRNA erkennt hierbei eine spezifische Sequenz, die dann durch Cas9 geschnitten wird. Eine gesunde Sequenz wird dann homolog eingefügt. 

• Transformation mit den 4 embryonalen Genen (Yamanaka factors)
• Ergibt induzierte pluripotente Stammzellen
• Diese können durch spezifische Wachstumsfaktoren differenzieren

Autosomal rezessiv: 

• Merkmal kommt nicht in jeder Generation vor

Autosomal dominant: 

• Merkmal kommt in jeder Generation vor

Geschlechtsgekoppelt: 

• Ungleiche Verteilung zwischen Geschlechtern

Cytoplasmatischer Erbgang: 

• Stammt ausschliesslich von Ovozyte

Beispiele:

• Okulärer Albinismus
  • Kein Augenpigment (rote Augen)
• Hämophilie A 
  • Bluter
• Muskeldystrophie
  • Muskelschwund, Lähmungen
• Farbenblindheit (siehe Stammbaum)
  • Kein Unterschied zwischen Rot und Grün

Meistens mehr Männer als Frauen erkrankt

Beispiel: 

• Behaarte Ohrränder

Kann nur durch Männer übertragen werden

Kann nur durch Frauen übertragen werden, da die Mitochondrien (tragen ja auch DNA) von der Eizelle stammen. 

Autosomal-rezessive Krankheit. Führt zu Degeneration der Hirnzellen. 

Erbfaktor, mit spezifischer Position auf einem Genom und mit Informationen für bestimmtes Merkmal

Position eines Gens auf genetischer Karte 

einer von alternativen Zusätnden eines Gens, die sich durch Mutation unterscheiden

Veränderung des genetischen Materials

Gesamtheit der genetischen Konstitution einens Organismus

das dem Gen zugeordnete Merkmal

Erscheinungsbild eines Organismus

wenn beide Loci auf den Chromosomen gleich sind

wenn beide Loci auf beiden Chromosomen verschieden sind

wenn ein Gen nur einfach vertreten ist, also nur auf einem Chromosom existiert (auf dem X Chromosom beim XY Geschlecht)

enthält nur einen Chromosomensatz

enthält zwei Chomosomensätze

• Zweiteilung (Eukaryotenspezifisch)
• Mehrfachteilung
• Knospung (verläuft asymmetrisch)

• Knospung
  • Knospe wächst und spaltet sich irgendwann ab (Klon)
• Teilung
  • Individuum bildet sich vor Teilung (Seeanemone)
  • Inividuum bildet sich nach der Teilung (Seestern)

eine sexuelle Vermehrung, die durch homocygote Gameten eine Variabilität ermöglicht

eine asexuelle Vermehrung, die keine Gameten braucht und genetische Klone produziert

• Gameten (verschmelzen oder sterben)
  • Autogamie
    • Gameten stammen von einem Individuum
  • Heterogamie
    • Gameten stammen von zwei verschieden Individuen
• Sporen
• Konjugation
  • Austausch von genetischem Material

Durch die Mitose können sich Gamaten beliebig vermehren. Sie sind haploid (n). Sobald sie verschmolzen sind werden sie haploid und sind nun Zygoten (2n). Zygoten teilen sich durch Meiose