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Molekularbiologie

Universität zu Lübeck, Modul LS 3151 Molekularbiologie für Nebenfächer (Bioinformatik, MI)

Universität zu Lübeck, Modul LS 3151 Molekularbiologie für Nebenfächer (Bioinformatik, MI)

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Lina Schad
Lernen
Lina Schad
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Molekularbiologie auf Universitätsniveau. Sie decken Themen wie DNA, RNA, Proteine, Genexpression und den Zellzyklus ab, wobei auch spezifische Prozesse wie Replikation, Transkription und Translation behandelt werden. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Biologie, die sich mit den molekularen Mechanismen der Zelle vertraut machen möchten, sowie für Forscher, die ihr Verständnis der Genregulation und Proteinbiosynthese vertiefen wollen.
Karten
162
Lernende
1
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
05.07.2016 / 13.10.2017
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Lernkarten

Telomerproblem

Lösung bei Keimzellen

Verlängerung durch Telomerase

Telomerase

  • Hybridisierung an TTG des Folgestranges
  • DNA Polymerisation nach RNA Matrize um 6 bp
  • Translokation und Wiederholung des Vorgangs
  • Herstellung des Folgestranges durch Primase und DNA Polymerase

Protein

Funktion

  • Grundbausteine der Zelle
  • wesentlich für Struktur und Funktionen der Zelle

RNA-Spleißen

  • Elimination der Introns
  • übrige Exons miteinander verbunden

genetischer Code

  • Triplett-Code
  • degeneriert
  • universell
  • kommalos
  • nicht überlappend

Triplett-Code

3 Basen codieren eine Aminosäure

degeneriert

es gibt mehr Codonen als notwendig

universel

ein best. Basentriplett immer die gleiche Aminosäure

kommalos

kein "Leerzeichen" nach einem Triplett

nicht überlappend

keine Base in zwei Tripletts

Vorteile DNA vs. RNA

  • DNA durch Desoxyribose stabiler
    • längere Ketten möglich
  • robuster durch Thymin
    • besser reparierbar

Genregulation

  • Zelldifferenzierung entsteht durch unterschiedliche Produktion von RNA- und Proteinmolekülen
    • Genexpression
  • Genom ändert sich nicht

Genregulation

Genregulatorproteine

  • kontrollieren An- und Abschaltung des Gens
  • sorgen für Zelldifferenzierung

Genregulation

Modulation der Genexpression

  • durch miRNA
  • ermöglicht gezielte Expression von Genen 
    • Zelldifferenzierung

Regulation der Genexpression

Chromatin-Ebene

Heterochromatin <-> Euchromatin

Regulation der Genexpression

DNA-(Gen-) Ebene

Initiation der Transkription

Regulation der Genexpression

RNA-Ebene

  • RNA-Processing
  • Stabilität
  • Transport
  • Information
  • Initiation der Translation

Regulation der Genexpression

Protein-Ebene

Post-Translatorische Modifikationen

Regulation der Genomaktivität

Transiente Veränderungen

erlauben der Zelle auf externe Stimuli zu reagieren

Regulation der Genomaktivität

Permanente Veränderungen

Differenzierung

Repetitive DNA

  • Tandem-repetitive Elemente
  • Verstreut-liegende repetitive Elemente

Tandem-repetitive Elemente

Short Tandem Repeats (STR)

Verstreut-liegende repetitive Elemente

  • Short Interspersed repetitive Elements (SINEs)
    • < 500 bp
    • > 105 Kopien 
  • Long Interspersed repetitive Elements (LINEs)
    • > 5 kb
    • > 104 Kopien

Mitose

  • Kernteilung
  • trennt die Chromatiden in zwei identische Hälften
    • nicht die homologen Chromosomen

Eukaryotische Replikationsgabel

Problem

DNA-Polymerase kann nur in 5'-3'-Richtung synthetisieren

DNA-Polymerase

  • synthetisiert DNA
  • vom 5' zum 3'- Ende
  • setzt am 3'-Ende an

5' Ende

Phosphodiester

3'-Ende

OH-Gruppe

Phosphodiester

Melde dich an, um Bilder anzusehen.

  • Bindung zwischen Säure und Alkohol

Melde dich an, um Bilder anzusehen.

Was ist das?

Phosphodiester

Leitstrangsynthese

  • 5' -> 3' Ende
  • Proofreading möglich

Folgestrangsynthese

  • 3' -> 5'
  • aber auch 5' -> 3' notwendig
  • deshalb Primer
    • Leitstrangsynthese bis zum nächsten Primer

Didesoxy-Methode

  • Synonyme: 
    • Strangabbruch-Methode
    • Sanger-Methode
  • Denaturierung
    • Aufbrechen Wasserstoffbrückenbindungen
  • Annealing
    • Anlagerung des Primers
  • Extension
    • Verlängerung der Stränge
  • Gelelektrophorese

DNA Sequenzierung

Radioaktiv

  • 4 Ansätze notwendig
    • je einen für A,C,G,T
  • radioaktives Label wird genutzt
    • entweder
      • nichtgelabelte Nucleotide und gelabelter Primer
      • an Phosphatrest gelabelte Nucleotide und nichtgelabelter Primer

DNA-Synthese

dNTP/ddNTP

  • dNTP (Desoxyribonukleotid-tri-phosphat) nötig
    • als Baustein für neuen Strang
  • ddNTP bewirkt Stopp der Synthese
    • 2,3 Didesoxyribonukleotid-tri-phosphat
    • 3'-OH Ende fehlt für Synthese

Gelelektrophorese

  • Puffer innen und außen
  • Kathode oben am Gel
  • Anode unten im Behälter
  • DNA zur Anode

DNA Sequenzierung

Fluoreszenzfarbstoffe

  • prinzipiell analog zur radioaktiven
  • ABER nur noch 1 Ansatz nötig
    • verschiedene Farbstoffe für A,C,G,T
    • schneller (nur noch eine Gelbahn)

DNA Sequenzierung

Kapillarelektrophorese

  • Fluoreszenzfarbstoffe
  • ohne Gel
  • Laser beschießt Fluss
  • Fluoreszenzdetektor schreibt Base mit

DNA-Klonierung

Zweck

Vervielfältigung eines bestimmten DNA-Fragments

DNA-Klonierung

Plasmidvektoren

  • aus Plasmiden gewonnene Vektoren
  • leicht in größeren Mengen gewinnbar
  • unabhängige Replizierung
  • aber geringe Kapazität
    • bis max 20kB

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