Biologie

1. Zerstören die Zellwand aus Murein (Bakterienspezifisch) ® Schadet keinen Eukaryoten
2. Synthese der Zellmembran wird gestört
3. Struktur und Replikation des Bakt.-Chr. wird angegriffen (Bakteriozide)
4. ribosomale Translation wird gehemmt
5. spezifische bakt. Stoffwechselraktionen werden gehemmt oder zerstört.

• Antibiotikaresistenzgene ® Antibiotika unschädlich
• Antibiotikaresistenzgene liegen i.d.R auf F-Plasmiden. 
  • F+Bakterien werden angeregt (evtl. Substratinduktion) Resistenzgene weiterzugeben.
• Entstehen durch Mutationen

1. Adsorptionsphase: Viren binden an die Wirtszelle.

2. Injektionsphase: Viren injizieren ihr genetisches Material in die Wirtszelle.

3. Latenzphase: Das virale Genom ist inaktiv in der Wirtszelle.

4. Reifephase "self-assembly": Neue Viruspartikel werden in der Wirtszelle zusammengebaut.

5. Freisetzungsphase: Die neuen Viruspartikel werden aus der Wirtszelle freigesetzt.

Restriktionsenzyme

• Restriktionsenzyme (Nukleasen)
  • Erkennen bestimmte Squenzmuster (Konsensusequenzen4-12 Basenpaare lang) 
  • Sind Komplementär/Spiegelbildich  Palyndrom
  • Spalten versetzt, dabei entstehen „Sticky Ends“ ® erleichtern Virusabbau
• Restriktionsentyme in der Gentechnik
  • DNA-Analyse (Täterprofile) 
  • Einbau Fremd-DNA

• Viren (Transduktion) 
• Transformation von Plasmiden (Plasmiden) (Vektoren/Gentaxen) ® Prokaryoten
• Mikroinjektion (Gameten / Zygote) 
• Genkanonen (Gameten / Zygoten) 
• Bakterium At

1. Fremd-DNA
2. Plasmid/ Vektor (Gentaxi) 
3. Kompetente Zelle (E-Coli) 
4. Fremd-DNA künstlich Hergestellt

• Höhere Landwirtschaftliche Erträge, Wachstum, Resistenzen, Pestizide
• Kulturen für Extremzustände (Pflanzen in Wüste) 
• Längere Haltbarkeit (Antimatschtomate) 
• Resistenz gegen Tiere
• Günstigere Herstellung
• Gegen den Welthunger

• Schwer abzuschätzende Folgen (Evolutiv) 
• Kreuzung unkontrollierbar
• Verändert Ökosystme
• Verschiebung der Artenvielfalt /Artenverdrängung
• Abhängigkeit der Bauern (Müssen jedes Hybrid kaufen) 
• Unkontrollierte DNA-Teilung
• Unkontrollierter Gentransfer

1. Vervielfältigung ausgewählter DNA-Abschnitte mittels PCR
2. Erhitzung auf 70°C 
   • Wasserstoffbrückenbindungen lösen sich Denaturierung (Zwei komplementäre Einzelstränge) 
   • (Schmelzpunkt, wenn 50% der Wasserstoffbrückenbindungen getrennt sind)
3. Abgekühlt 
   • Einzelstränge lagern sich komplementär an (Renaturierung)
   • Teils mit Wasserstoffbrückenbildung (Wenn komplementär) Teils ohne (Hybrid-DNA)
4. Erneute Erhitzung (Schmelztemperatur Zeigt Wie viele Wasserstoffbrücken sich gebildet haben) 
   •  Je Enger verwand, desto mehr Wasserstoffbrückenbindungen

• Tandemartige Wiederholungen von Sequenzen (2-7 bp) -> nicht von Selektion betroffen
• Jedes Individuum hat eigene 
• Kombination mehrer STR-Genorte
• Vervielfältigung 

• Jeder unterscheidet sich im Intron
  • Mutationen ® Sequenzunterschiede ® Schnittstellen für Restriktionsenzyme
  • DNA-Fragmente: unterschiedliche Länge
  • Gelelektrophorese
• Wird heute nicht mehr genutzt

• Taq Polymerase
• Template DNA (DNA-Probe) 
• Hin und Rück- Primer (3´-5´und 5´-3´ ca. 25 bp. Lang)
• dNTPs
• Pufferlösung (bestimmter PH-Wert und Salzgehalt)

• Denaturierung (96 Grad) 2p
  • Doppelhelix ® Einzelstränge
  • Einzelstrang für Primer zugänglich

• Annealing (45 – 65 Grad) 2p
  • Primer binden an komplementäre Konsensusequenz (Einzelstrang)
  • Durch kürze der Primer Kette auch bei höheren Temperatur bindbar ® Bevor Einzelstränge Doppelhelix bilden

• Extension (72 Grad) 1p
  • 72 Grad Optimale Temperatur für Taq-Polymerase (DNA-Template liegt weiterhin als Einzel Strang vor)

• Wiederholung des Temperatur Zykluses ca. 25–30-mal ® Fragmente werden pro Zyklus verdoppelt ®Exponentiell

• Ethiumbromid (Nukleinsäure-Farbstoff
• Bromphenolblau Farbstoff 
• Agarose
• DNA-Leiter

1. DNA-Leite und -Proben mit einer Pipette in jeweils eine Tasche geben (Jen nach Größe der Taschen 2 μl bis 100 μl 
2. Konstante elektrische Spannung nach Länge der Elektrophoresekammer anlegen (5 Volt /cm) d.h. bei 20 cm Länge eine Spannung von 100 V
3. Elektrophorese beenden, wenn DNA Fragmente genügend aufgetrennt sind (anhand der Farbfront abschätzen)
4. Das Gel kann unter UV-Lampe betrachtet werden. Ethiumbromid, das sich in die DNA eingelagert hat, flouresziert im UV-Licht. Eine DNA-Bande kann aus dem Gel ausgeschnitten und die DNA zur weiteren Verwendung aus dem Gel aufgereinigt werden. 

1. Agarose mit drei Taschen 
2. Eingeben von DNA-Leiter in erste Tasche (2 – 100 Mikroliter) 
3. Proben 2 und 3 werden aufgetragen
4. Spannung wird angelegt 5Volt pro Centimeter® DNA wandert zur Anode, weil DNA negativ geladen ist.
5. Kleine DNA wandert schnell, große langsam. Man sieht die DNA durch den Farbstoff Ethiumbromid, der durch UV-Licht leuchtet. 
6. Anhand der Farbfront wird abgeschätzt, wann die Elektrophorese beendet und ausgewerter wird.

1. Ori Fragment
2. Ringförmige DNA

1. Nukleinsäuren (CHONP) 
2. Rückgrat
3. Antiparalel
4. Sprossen, 
5. Ribose, Desoxyribose Aufbau
6. 5‘  3‘…

• Unterschiede: (6p) 
  1. Base (Thymin / Uracil) 
  2. Lage 
  3. Ribose/Desoxyribose
  4. Doppelstrang/Einfacher Strang
  5. Aufgabe
     • Genübertragung
     • Infromationsspeicherung
  6. Stabilität
• Gleich (1p)
  1. Nukleotide 
     • Phosphatgruppe 
     • Zucker
     • Base

• Basenabfolge eines Strangs legt die des anderen fest
• Sicherheitskopie
• Speicherung der (Information)

• Mitose 
  • Entstehung zwei identischer Tochterzellen
• G0/G1 Phase (Differentialisisierung)
  • G0: Spezialisierung 
  • G1: Vorbereitung 
• Synthesephase
  • DNA-Verdopplung
• G2 Phase 
  • Vorbereitung
  •  

1. Basentriplett
2. Degenerativer Code 
3. Genetischer Code ist universell 
4. Code, Codogener Strang
   • 3‘®5‘ und andersherum
   • 3 Begriffe zu jedem Strang
5. Promotor / Terminator
6. Transkriptionsbereich
7. Konsensus Sequenz

• Findet im am freien an dem freien Bakterienchromosomen/Ringförmige DNA statt

• Umschreiben der DNA-Sequenz in eine RNA-Sequenz
  • Initiation (RNA-Polymerase bindet an Konsenssequenz im Promotor)
    • Löst H Brücken ® lost den Doppelstrang
    • RNA-Synthese beginnt in Promotorregion
  • Elongation (Die eigentliche RNA-Synthese gemäß 3´®5´(codogener Strang))
    • Synthese eines komplementären RNA-Strangs
    • Aus freivorliegenden RNA-Nukleotiden
    • Verknüpft Nukleotide über die OH-Gruppe des C3 Atoms mit der P-Gruppe des nächsten Nukleotids
  • Termination (Wenn RNA-Polymerase Konsensussequenz (G-C reich) im Terminator erreicht endet die mRNA-Synthese und die RNA-Polymerase löst sich von der DNA) 

1. Promotor 
2. Start-Codon
3. Exon / Intron
4. Stopp-Codon
5. Terminator

RNA 5‘ zu 3‘ mit Introns und Exons

Spleißen 

Cap-Gruppe

Adenylierung

1. Spleißstelle (5‘ und 3‘ Spleißstelle)
2. snRNPs binden an Intron-Exon Grenze -> Konsensstrang?
3. snRNPS rekrutieren weitere Proteine ® Spleißosom bildet sich ® Lassoförmige struktur des Introns
4. bei Intron-Exon Grenze passiert ein Schnitt
5. Intron bildet geschlossene Lasso förmige Schleife
6. Freie 3-OH Gruppe Bindet mit Phosphat am anderen Exon (Gespleißt)
7. Reife prä-mRNA 
8. Intron wird im Zellkern abgebaut

Alternatives Spleißen

• Modifiziertes GTP wird angehängt (an 5´)
  • Verhindert Abbau der mRNA vom 5´ Ende
  • Unterstütz Bindung der kleinen ribosomalen Untereinheiten
  •  

• Poly(a) Schwanz wird an 3´ Ende angehängt
• AAAAAAA (100-300 AS.)?
  • Unterstützt Export aus Zellkern durch Kernpore 
  • Stabilisiert die mRNA
  • Verzögert Abbau der mRNA
• ® Reife mRNA 

• Initiation (3p)
  1. Kleine ribosomale Untereinheit bindet an Erkennungssequenz auf der mRNA (Start Codon) 
  2. tRNA bindet an Startcodon ® Initiation komplex vervollständigt 
  3. Große Ribosomale Untereinheit tritt hinzu ®tRNA besetzt die P-Stelle Initiationskomplex

• Elongation (4p)
  1. Anticodon der ankommenden tRNA bindet an A-Stelle
  2. Ausbildung von Peptidbindungen zwischen den Aminosäuren der tRNAs
  3. Ribosom bewegt sich um ein Codon /Triplet weiter ® tRNA aus der P-Stelle rückt in die E-Stelle ®wird befreit
  4. Vorgang wiederholt sich
• Termination (3p) 
  1. Freisetzungsfaktor (Protein für Freisetzung) bindet an A-Stelle, wenn Stopcodon ankommt
  2. tRNA der P-Stelle wird freigesetzt ® Polypeptidkette löst sich von tRNA
  3. Komponenten des Ribosoms Trennen sich

• Kleine Untereinheit rRNA 21 Proteine 
• Große Untereinheit rRNA 33 Proteine
  • Erkennungsmechanismen zur Positionierung von mRNA & tRNA
  • Enzymatische Funktion für die Peptidbindung zwischen den AS ->Bau der AS-Kette  
  • EPA-Stelle 

• -> 1 tRNA – Einzelstrang
• Kleeblattstruktur
• Anticodon
• Mit AS am 3‘ Ende

• Genommutation (Chromosomensatzmutation): Trisomien /Poiploidien
• Chromosomenmutation: Veränderung an einzelnen Chromosomen
• DNA-Sequenzmutation

• Codierender Bereich = Genmutation
  • Proteine sind betroffen
• Genregulatorischer Bereich
  • Spleißstellen / Promotorregion ® Translation/ RNA Prozessierung ist gestört
• Nicht-Codierender Bereich
  • Mutationen sammeln sich an (Weil keinen Einfluss auf Evolutionsfaktoren) ® Können für Stammbaumanalysen genutzt werden