Molekularbiologie
Universität zu Lübeck, Modul LS 3151 Molekularbiologie für Nebenfächer (Bioinformatik, MI)
Universität zu Lübeck, Modul LS 3151 Molekularbiologie für Nebenfächer (Bioinformatik, MI)
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
- Bindung zwischen Säure und Alkohol
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
- entweder
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
DNA-Klonierung
Plasmidvektoren
Gewinnung
- Zelllysierung
- neutralen pH herstellen
- fällt Fette und große Proteine aus
- DNA im Ausgefällten gefangen
- Zentrifugieren
- Plasmid DNA von Rest trennen
DNA Klonierung
Restriktionsendonukleasen
- Enzym
- Bestandteil eines Systems zur Abwehr fremder DNA
- kommt in Bakterien vor
- bewirken Spaltung von DNA innerhalb eines DNA-Stranges an spezifischen Basenabfolgen
Lipide
Monomer
Fettsäure
Lipide
Polymer
Phospholipid
Lipide
Supramolekulare Struktur
Membran
Proteine
Monomer
Aminosäure
Proteine
Polymer
Protein-Untereinheit
Protein
Supramolekulare Struktur
Proteinkomplex
Kohlenhydrate
Monomer
Glucose
Kohlenhydrate
Polymer
Zellulose
Kohlenhydrate
Supramolekulare Struktur
Zellwand
Nukleinsäuren
Monomer
Nucleotid
Nukleinsäuren
Polymer
DNA
Nukleinsäuren
Supramolekulare Struktur
Chromosomen
Fettsäure
Struktur
Was ist das?
Fettsäure
Lipide
Aufbau
- Polarer Kopf
- hydrophil
- Nichtpolarer Schwanz
- hydrophob
Aminosäure
Struktur
Was ist das?
Aminosäure
Phospholipid
Struktur
Was ist das?
Phospholipid
Protein-Untereinheit
Struktur
-
- 1 / 162
-
Cartes-fiches
Zellkern
Bestandteile
- Zellkernhülle
- Zellkernkörperchen
- Karyoplasma
Zellkernhülle
doppelte Kernmembran mit Poren
Zellkernkörperchen
- Nukleolus
- "Ribosomenfabriken"
Zellkern
Funktionen
- speichert Erbinformation
- in Form von DNA
- Chromatingerüst
- Vervielfältigung und Weitergabe der Chromosomen durch Kernteilung
Steuerungsfunktion für Abläufe in der Zelle
Chromatingerüst
- lockere Anordnung der DNA-Moleküle
- Arbeitsform zur Herstellung von mRNA zur Proteinbiosynthese
- Eiweißherstellung
Endoplasmatisches Retikulum
Typen
- rau
- glatt
rauhes endoplasmatisches Retikulum
Funktion
Proteinsynthese
Endoplasmatisches Retikulum
Netzwerk von membranbegrenzten Kanälen mit Fortsetzung in der Zellkernhülle
glattes endoplasmatisches Retikulum
- Synthese von
- Lipiden
- Phospholipiden
- Steroiden
- Kohlenhydratstoffwechsel
Membran ER
Funktion
Kanal für Materialtransport
Golgi-Apparat
wichtiges Organell bei der Exozytose
Golgi-Apparat
Aufbau
- Stapel von membranumschlossenen Zisternen
- cis-Seite
- Orientierung zum ER
- trans-Seite
- Orientierung zur Plasmamembran
Golgi-Apparat
cis-Seite
- Proteine in Form von Vesikeln kommen vom ER an
- wandern in Transportvesikeln durch Zisternenstapel
- werden modifiziert
Golgi-Apparat
trans-Seite
stetiger Transport an die Zelloberfläche
Exozytose
- Stofftransport aus der Zelle
- im Cytosol liegende Vesikel verschmelzen mit der Zellmembran
- Freigabe gespeicherter Stoffe
Mitochondrien
- Hauptorte der Energieproduktion
- in aeroben eukaryontischen Zellen
- Oxidation von Kohlenhydraten
- Zellatmung
- Synthetisierung von
- Kohlenhydraten
- Fettsäuren
- Aminosäuren
Hauptorte der Energieproduktion
Mitochondrien
Mitochondrien
Aufbau
- äußere Membran
- innere Membran
- Mitochondrienmatrix
- Flüssigkeit
- mitochondrieneigene ringförmige DNA
- Ribosomen
- kleine Vesikel
Mitochondrien
Proteine
können Teile ihrer Proteine selber herstellen
Informationsfluss
DNA \(\to \) RNA \(\to\) Protein
Informationsfluss
DNA \(\to\) RNA
Transkription
Informationsfluss
\(\circlearrowright\)DNA
Replikation
Informationsfluss
RNA \(\to\)Protein
Translation
Transkription
DNA \(\to\) RNA
Translation
RNA \(\to\) Protein
Gen
- DNA-Abschnitt, der Information für spezifisches Genprodukt kodiert
- Protein
- RNA-Molekül
Chromosomen
Speicherort für die gesamte Erbinformation
Genom
- Gesamtheit aller Chromosomen einer Zelle
- Erbgut
- 3 Milliarden Basen
- > 20.000 Gene (Mensch)
- 2 Meter DNA-Faden pro Zelle
DNA
Probleme
- Kondensation nötig um in den Zellkern zu passen
- gute Struktur nötig um bei Mitose getrennt werden zu können
Verpackungsstufen der DNA
- DNA Doppelhelix
- Chromatin
- Perlenkette
- Chromatinfaser
- gepackte Nucleosomen
- kondensiertes Chromosom
- Mitose-Chromosom
Chromatin
erlaubt Kondensierung zu ultrakompaktem Chromosom in der Mitose
Nucleosom
- erste Verpackungsstufe
- gleicht Perlenkette
- Kette
- DNA
- Perlen
- Nucleosomen
- Kette
Phasen des Zellzyklus
M \(\to\) G1 \(\to\) S \(\to\) G2 \(\hookleftarrow\)
Phasen des Zellzyklus
M
- Chromosomen-Separation
- Zellteilung
Phasen des Zellzyklus
G1
Zellwachstum
Phasen des Zellzyklus
S
DNA Replikation
Phasen des Zellzyklus
G2
Vorbereitung auf die Zellteilung
Aufbau der DNA
- Nukleotide
- Nukleoside
Nukleotide
- 1 organische Base
- Adenin
- Guanin
- Cytosin
- Thymin
- Zucker
- Desoxyribose
- Phosphat
Nukleosid
- organische Base
- Adenosin
- Cytidin
- Thymidin
- Guadinin
- Zucker
