Grundlagen Tierzucht und -beurteilung

Die Zygote enthält alle ihrer Mitochondrien von der Eizelle. Grund dafür ist, dass bei der Befruchtung nur der Kopf der Sammenzelle ohne Mitochondrien (sie befinden sich im Hals der Sammenzelle) in die Eizelle gelangt.

Die Aufklärung der Struktur und Funktion der DNA-Sequenz (Gene).

DNA/DNS: Desoxyribonucleicacid/Desoxyribonukleinsäure, ist das Molekül, das die genetische Information trägt und aus dem unsere Gene aufgebaut sind. DNA besteht aus den vier Nucleotidbasen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C)

Nucleoside sind Basen die mit dem Pentose-Zucker Desoxyribose verbunden sind. Man nennt sie daher Desoxy-Nucleoside und sie sind Bestandteil der DNA. Die Pentose ist mit der Base über eine N-glycosidische Bindung verknüpft. eine freie Hydroxyl-Gruppe der Zucker-Komponente in einem Nucleosid kann mit einem Phosphat-Rest verestert sein. Die Phosphat-Gruppe kann in verschieden Positionen (3` oder 5`) sitzen.

Die durch Veresterung entstehenden Nucleosid-Mono-, Di- und Triphosphate nennt man Nucleotide. Nucleotide sind über Phosphordiesterbrücken miteinander verbunden

Nur C und G oder A und T können gegenüber liegen. Zwischen C und G werden 33, zwischen A und T werden 2 Wasserstoffbrücken gebildet (=Basenpaarung)

Immer von links nach rechts, wobei links mit dem 5`-Ende begonnen wird.

Die räumliche Struktur der DNA bezeichnet man auch als Konformation.

Sind Enzyme, die aus Bakterien isoliert werden und die DNA an spezifischen Erkennungssequenzen schneiden. Bakterien schützen sich mit Hilfe dieser Enzyme gegen fremde DNA, z.B. von Bakteriophagen (Viren, die Bakterien beallen). In Abhängigkeit von der Lnge der Erkennungssequenz schneiden diese Enzyme die DNA mit unterschiedlicher Häufigkeit. Manche Enzyme schneiden den Doppelstrang glatt durch (blunt ends) des Fragments, andere Enzyme erzeugen ein überhängendes Ende eines Stranges (sticky end).

Nukleinsäure haben eine negative Nettoladung, von daher wandern im elektrischen Feld zur Katode.

Sequenzen werden im Alignment miteinander verglichen. Sequenzvergleiche über verschiedene Spezies geben Hinweise über konservierte DNA-Sequenz-Regionen.

Homologie: Vorliegen gleicher Sequenzen

Heterologie: Vorliegen von Senquenz-Varianten

Experimentell können DNA-Doppelstränge durch chemische Einwirkungen (z.B. Alkali, Formamid oder  Harnstoff) oder durch Erhitzen von einander getrennt werden (Denaturierung). Beim Abkühlen können sich komplementäre Nucleinsäure Stränge wieder zum doppelsträngigen Molekül vereinigen (REnaturierung/Hybridisierung). Dieses Prinzip nutzt man, um die Anwesenheit bestimmter Nucleinsäure-Sequenzen durch Hybridisierung mit markierten komplementären Sequenzen (Sonden) nachzuweisen.

Gene sind RNA-bildende Bereiche der Chromosomen. Die meisten Gene sind proteincodierend (mRNA-bildend). Eukaryonten-Gene sind meist in Exons und Introns unterteilt, außer mitochondriale und einzelne nukleäre Gene.

Exon: kodierende Sequenz

Intron: nicht-kodierende Sequenz zwischen zwei Exonen.

Regulatorische Elemente: regulieren Gen-Aktivität (Promotor, 5`, 3`-Ende), intronische Elemente.

Der Vorgang (Processo), bei dem die in Genom enthaltenen Informationen für die Herstellung von Proteinen oder funktionellen RNA-Molekülen verwendet werden. Die Gen-Expression ist ein zweistufiger Prozess: Transkription und Translation.

Translation: die Synthese von Proteinen in den Zellen lebender Organismen anhand der kopierten genetischen Informationen bezeichnet.

Transkription: das Umschreiben eines Gens von DNA in RNA.

Erzeugung hochwertiger Produkte, mit gesunden und Stress-resistenten Tieren, unter tiergerechten Haltungsbedingungen, bei optimaler Nutzung genetischer Ressourcen.

Beitrag der Genomanalyse zur Tierzucht.

Die Bezeichnung Genom wird verwendet für die Gesamtheit des DNA-Gehalts einer Zelle.

Das Genom der Zelle besteht aus Autosomen (die Anzahl davon ist in verschiedenen Spezies unterschiedlich), Sex-Chromosomen (Säuger X und Y, Vögel W und Z) und mitochondrialer DNA (bei Tieren ca. 40 Gene)

Somatische Zellen, die zwei Genomkopien tragen, sind diploid. Gameten enthalten nur eine Genomkopie und sind haploid.

Chromosomen bestehen aus DNA (Desoxyribonukleinsäure) und Proteinen.

Mitochondriales Genom ist zirkular und in vielen Kopien in einem Mitochondrium vorhanden. Bei Tieren enthält die mitochondrale DNA ca. 40 Gene und ist ca. 15-20kb lang. Ihre Vererbung erfolgt über die Mutter.

        Chr.     Gbp (Gigabasenpaare oder Milliarden Basenpaare)

Ktz:    38        3,2

Rnd   60        3,5

Pfd     64        2,4

Sch    38        3,2

Scha 54         3,3

Zie     60         3,2

Vögel 78        1,2

Ca. 65 Gene, ca. 35 sind an der Entwicklung von Spermien und Sexualorgan beteiligt.

Zentromer: Einschnürung des Chromosoms

Telomer: Chromosomenenden

Apozentrisch: /\

Metazentrisch: X

Vögel haben neben den Makrochromosomen (8Paare + Sex-Chr.) sogennante Mikrochromosomen (30Paare). Mikrochromosomen enthalten eine 2 bis 4 Mal höhere Gendichte als Makrochromosomen.

Gene für humane Adipositas könnten Milchfettmenge beim Rind beeinflussen.

Gene liegen auf dem Chromosom in geordneter Reihenfolge. Sie lassen sich durch Chromosomenfärbung und Hybridisierung sichtbar machen.

Reduktionsteilung zur Erzeugung haploider Gameten. Während der Gametogenese erfolgt eine Rekombination des genetischen Materials zwischen homologen Chromosomen. Die DNA wird identisch repliziert.