...
Human Genom Project
Entschlüsselung des Menschlichen Genoms
1990 - 2003
- Erstellen von Kopplungskarten (bis 1992 Kopplungkarte mit 5000 Markerpositionen)
- Physikalische Kartierung (Viele grössere und kleinere Fragmente anordnen → überlappungen)
- DNA Sequenzierung (Kleine Fragmente können Sequenziert werden)
Shotgun Sequencing
benötigt:
- schnelle Sequenzierung kleiner Fragmente
- leistungsfähige Computer
zufällig (nicht ausgewählt!) erzeugte DNA Fragmente werden sequenziert
(verzicht auf Kopplungskarte und physikalische Kartierung)
Microarrays / Gen-Chips
Messen mRNA Gehalt (Expressionsaktivität) einer Probe für fast alle menschlichen Gene gleichzeitig.
Genomgrösse
Genomdichte
- Anzahl Gene sagt nichts über Genomgrösse und Erscheinungsbild
- Genomgrösse: Prokarioten < Eukarioten
- Ansonsten kein Zusammenhang mit komplexität! (Amöbe 670'000Mbp ⇔ Mensch 3'200Mbp)
DNA - Sequenztypen im Genom des Menschen
58% repetitive Gensequenzen (inkl. transponierbarer Elemente)
26 % Gene mit Regulatoren
15 % Pseudogene (ehemalige Gene, funktionslos, viele Mutationen angesammelt)
Transponierbare Elemente
Sequenzen im Genom mit der Fähigkeit den Locus zu ändern
(= "springende Gene") → Achtung: nicht zwangsläufig ein Gen (muss nicht für eine RNA codieren)
Transposon
Transponierbare Elemente mit DNA Zwischenprodukt
Retrotransposon
Transponierbares Element mit RNA - Zwischenprodukt
STR (Short tandem repeats)
Wiederholung kurzer Basenpaarmuster ( = Microsatelliten)
Anzahl wiederholungen sehr Individuell
(⇒ DNA Fingerabdruck)
Multigenfamilien
Gene die aus zwei oder mehr identischen oder sehr ähnlichen sequenzverwanten Genen besteht
(⇒ Von einem Gen liegen verschiedene Kopien im Genom vor)
Beispiele:
- Ribosomale Genfamilie (Tandemartig angeordet, alle identisch)
- α / β Globin Familie (Embryo exprimiert Globin mit höherer O2 affinität als Mutter)
Mensch (n = 23)
Schimpanse (n = 24)
zwei Chromosomen verschmolzen
Genduplikation infolge illegitimen Crossing-overs
Transponierbare Elemente führen zu illegitimen Crossing-over
Genevolution (bsp Globin)
durch..
- Duplikation
- Mutation
- Transposition
- ...
Exon-shuffling
Durch transponierbare Elemente werden Exons an neue Genorte verfrachtet
Homöotische Gene
Zuständig für die Identität von Segmenten (Entwicklungbiologie)
Genomstabilität
(Mensch ⇔ HI-Virus)
Menschliches Genom deutlich stabiler
- Reparationsmechanismus
- DNA (stabiler als RNA)
ABER: Pro generation detlich mehr Mutationen beim Mensch als bei HIV
- Längere Generationszeit
- Grösseres Genom
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Cartes-fiches
Human Genom Project
Entschlüsselung des Menschlichen Genoms
1990 - 2003
- Erstellen von Kopplungskarten (bis 1992 Kopplungkarte mit 5000 Markerpositionen)
- Physikalische Kartierung (Viele grössere und kleinere Fragmente anordnen → überlappungen)
- DNA Sequenzierung (Kleine Fragmente können Sequenziert werden)
Shotgun Sequencing
benötigt:
- schnelle Sequenzierung kleiner Fragmente
- leistungsfähige Computer
zufällig (nicht ausgewählt!) erzeugte DNA Fragmente werden sequenziert
(verzicht auf Kopplungskarte und physikalische Kartierung)
Microarrays / Gen-Chips
Messen mRNA Gehalt (Expressionsaktivität) einer Probe für fast alle menschlichen Gene gleichzeitig.
Genomgrösse
Genomdichte
- Anzahl Gene sagt nichts über Genomgrösse und Erscheinungsbild
- Genomgrösse: Prokarioten < Eukarioten
- Ansonsten kein Zusammenhang mit komplexität! (Amöbe 670'000Mbp ⇔ Mensch 3'200Mbp)
DNA - Sequenztypen im Genom des Menschen
58% repetitive Gensequenzen (inkl. transponierbarer Elemente)
26 % Gene mit Regulatoren
15 % Pseudogene (ehemalige Gene, funktionslos, viele Mutationen angesammelt)
Transponierbare Elemente
Sequenzen im Genom mit der Fähigkeit den Locus zu ändern
(= "springende Gene") → Achtung: nicht zwangsläufig ein Gen (muss nicht für eine RNA codieren)
Transposon
Transponierbare Elemente mit DNA Zwischenprodukt
Retrotransposon
Transponierbares Element mit RNA - Zwischenprodukt
STR (Short tandem repeats)
Wiederholung kurzer Basenpaarmuster ( = Microsatelliten)
Anzahl wiederholungen sehr Individuell
(⇒ DNA Fingerabdruck)
Multigenfamilien
Gene die aus zwei oder mehr identischen oder sehr ähnlichen sequenzverwanten Genen besteht
(⇒ Von einem Gen liegen verschiedene Kopien im Genom vor)
Beispiele:
- Ribosomale Genfamilie (Tandemartig angeordet, alle identisch)
- α / β Globin Familie (Embryo exprimiert Globin mit höherer O2 affinität als Mutter)
Mensch (n = 23)
Schimpanse (n = 24)
zwei Chromosomen verschmolzen
Genduplikation infolge illegitimen Crossing-overs
Transponierbare Elemente führen zu illegitimen Crossing-over
Genevolution (bsp Globin)
durch..
- Duplikation
- Mutation
- Transposition
- ...
Exon-shuffling
Durch transponierbare Elemente werden Exons an neue Genorte verfrachtet
Homöotische Gene
Zuständig für die Identität von Segmenten (Entwicklungbiologie)
Genomstabilität
(Mensch ⇔ HI-Virus)
Menschliches Genom deutlich stabiler
- Reparationsmechanismus
- DNA (stabiler als RNA)
ABER: Pro generation detlich mehr Mutationen beim Mensch als bei HIV
- Längere Generationszeit
- Grösseres Genom
