-
308
0.0 (0)
Set of flashcards Details
| Flashcards | 308 |
|---|---|
| Language | Deutsch |
| Category | Biology |
| Level | University |
| Created / Updated | 21.02.2022 / 04.06.2025 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20220221_humangenetik
|
| Embed |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/20220221_humangenetik/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Was sind die Folgen, wenn ALU-Sequenzen mit einbezogen werden?
- Verminderte Proteinexpression
- Dominant negativer Effekt: Protein mit unerwünschter Funktion
- Sehr unwahrscheinlich, da ALU-Element keine Eigenfunktion hat
- Infunktionelles Protein
- Wahrscheinlich
- Alternatives Protein durch Alternatives Splicen
- Alternative gespliced Protein kann sich entwickeln (Mutagenese)
- Möglichkeit neuer Funktion
Was sind die Voraussetzungen damit ein ALU-Element exoniziert werden kann? Wie ist die Expression bzw. -form vor und nach der Exonzierung? Voraussetzung Splicesite?
- Splicesite muss immer reziproken Orientierung als Transkription haben => sonst nicht beeinflussend
- Vor Exonizierung
- Proximale G nicht mutiert
- Alternative Splicing (Sequenzähnlichkeit)
- Nach Exonizierung
- Proximale G mutiert => Entstehung Splice-Stelle
- Konstitutive Expression
Wieso benutzt man Mobile-DNA-Elemente statt Gene um Klassifizierung im allgemeinen durchzuführen?
- Höhere Sensitivität
- 1 bzw. Gene vs.
- 1000 oder mehr Repeats eines Mobilen-DNA-Elements
Wie können die Mobilen-DNA-Elemente kategorisiert werden?
- Grossteil beider Klassen autonom, dennoch einzelne non-autonome möglich!
- Klasse 1: "Copy and Paste"
- LTR-Retrotransposons (ähnlich den Retroviren)
- Non-LTR-Retrotransposons
- LINE's
- SINE's => ALU-Elemente
- Non-autonomous => LINE-1-Maschinery abhängig
- Kein ORF
- Klasse 2: "Cut and Paste"
- Transposase
Was ist das Problem der Geschlechtsbestimmung mittels dem Amelogin-Gen?
- Prinzip
- Lösung
- Funktioniert in den meisten Fällen ohne Probleme
- Vorkommen Chromosom => Unterschiedliche Länge Amplifikate
- X: Intron mit 6 Bp- Deletion
- Y: Ohne Deletion im Intron
- Problem: Kleine Population Männer hat identische Mutation auf Y-Chromosom wie X-Chromosom
- Typing mittels X und Y spezifischen ALU-Elementen
- AluSTXa
- AluSTYa
Wie wird das Genom des HI-Virus reverse-transkribiert?
- Im Cytoplasma der Zelle
- tRNA-Primer hybridisiert an Primer-Binding-Site (PBS) beim 5' => Bereitstellung OH-Gruppe. Reverse-Transkription zu cDNA
- RNase H-Domäne degeneriert RNA-Teil der nicht hybridisiert ist. PBS verleibt durch Hybridisierung!
- DNA-R-Region (Short Repeat) hybridisiert mit andere RNA-R-Region beim 3'
- Reverse-Transkription des Genom
- Degenerierung der ssRNA über RNase H-Domäne mit Ausnahme des Polypurine-Trakt (PP)
- PP dient als neuer Primer für Synthese des Komplementären Strangs
- Degenerierung tRNA
- Minusstrand-PBS-Teil hybridisiert mit Plusstrand-PBS-Teil
- Polymerase-Domäne vervollständigt beide Stränge
- Integration
In welche zwei Gruppen kann die Genregulation unterteilt werden? Beschreibe diese.
- Short-Term Regulation
- Bei schwankenden Umweltbedingungen
- Long-Term Regulation
- Selektive Genexpression aufgrund Ausdifferenzierung => Zellspezifisch
- Sind stabil => Verleiben nach Mitose
Was versteht man unter Epigenetik? Bewirkt?
- Mechanismen, welche die Genexpression regulieren ohne die DNA-Sequenz zu verändern
- Vor allem für Zelldifferenzierung (differenzierte Genexpression) verantwortlich => Ein Genom aber hunderte verschiedene Epigenome
- Meistens irreversibel
Wie ist die Struktur der DNA während Interphase?
- DNA-Vorkommen als Topologically-Associated Domains; TADs mit durchschnittliche Grösse von 500 Kb
- TADs sind stark konserviert in
- Spezies
- Zelltyp
- Fix auf Chromosom
- TADs sind stark konserviert in
- Genom wird in aktive (Euchromatin) und repressed (Heterochromatin) Segmente von 5 Mb unterteilt, können verschiedene TAD's beinhalten
Wo befinden sich Gene wenn sie aktiv oder inaktiviert sind innerhalb des Nucleus?
- Aktive Gene
- Meiste in Euchromatin & geringer Teil in Euchromatin
- An Grenzen der Chromosomen Territorien
- Inaktive Gene
- Meiste Heterochromatin & geringer Teil in Euchromatin
- Nähe der Nuclear Lamina und innerhalb der Chromosomen Territorien
Wie kann die Struktur der Chromosomen innerhalb des Zellkerns erfasst werden? Nutzen?
- Ermittlung regulatorischer Elemente
- Zwei DNA-Seq. können auf verschiedenen Chromosomen liegen, aber im Zellkern nebeneinander liegen
- Methode: Chromosome Conformation Capture
- Quervernetzung Histone mit Formaldehyde
- Cross-linked Chromatin wird löslich gemacht und mit einem unspezifischen Endonuklease fragmentiert
- Zugabe stark verdünnter DNA-Ligase um Ligation der Fragmente im selben Partikel zu favorisieren
- Detektion meisten über DNA-Seq. mit verschiedenen Präparationsmethoden
Können Nucleosomen z.B. im Euchromatin verschoben werden? Wie viele frei DNA gibt es zwischen den Nucleosomen von aktiven Genen.
- Aktive Gene haben ca. 150 bp nucleosome-free DNA
- Nucleosomen können mittels Chromatin Remodeling Complexe (ATP-getriebene Multiproteinkomplexe) verschoben werden und je nach Typ auch verändert werden (Zusammensetzung)
Was versteht man unter einem Enhancer?
- Lokalisation
- Transkription
- Regulierung
- Verantwortlich für
- Sind bis zu mehrere kb entfernte regulatorische Elemente vom Transkriptionsstart, welche regulatorische Proteine (Transkriptionsfaktoren) binden, die die Expression positiv beeinflussen
- Up- oder downstream und können sich innerhalb von Introns andere Gene befinden!
- Werden auch transkribiert => Funktion RNA unbekannt
- Können nur innerhalb ihres TAD agieren!
- Regulieren meiste Gewebe- und Zell-spezifische Genexpression
Beschreibe die Typen der Histonmodifizierungen.
- Acetylierungen Lysine
- Ubiquitylation Lysine
- Mono-, Di- und Trimethylierungen von Arginin
- Phosphorylierung Threonin
Nenne die Gruppen und Funktionen in die Histon-modifizierende Enzyme kategorisiert werden können.
- Writers: Add groups
- Histon Methyltransferasen
- Histon Acetyltransferasen
- Histon Phosphokinasen
- Erasers: Entfernen Gruppen
- Histon Demethylasen
- Histon Deacetylasen
- Histon Phosphatasen
- Readers: Binden spezifische veränderte Gruppen und initiieren eine Aktion
Beschreibe die Methylierung von DNA.
- Welche Basen
- Nutzen bzw. Funktion
- Wie viele DNA-Methyltransferasen haben Menschen
- Basen
- Vor allem Cytosin => 5-Methylcytosine
- Geringfügig Adenin => N6-Methyladenin
- Auswirkung
- 5-Methylcytosine lokalisiert in der Major Groove des DNA-Superhelix kann Methyl-bindende Protein anziehen
- Direkte Veränderung Genexpression durch Methyl-bindende Proteine
- Indirekte Veränderung Genexpression durch Bindungspartner der Methyl-bindende Proteine
- 5-Methylcytosine lokalisiert in der Major Groove des DNA-Superhelix kann Methyl-bindende Protein anziehen
- 3 im Menschen + 2 related Proteine
Was ist ein Problem der DNA-Methylierung? Lösung?
- Gibt keine DNA-Demethylase welche als Eraser agiert
- Zwei Mechansimen zur Entfernung
- Passive Dilution
- Verlust Methylierung durch Proliferation Zellen, wenn neue DNA nicht methyliert bevor nächste Teilung
- Oxidative Demethylierung mittels TET-Enzym und Entfernung aus Strang mittels Thymin-DNA Glycosylase
- Passive Dilution
Wie können Sie ermitteln ob eine DNA-Sequenz methylierte Cytosine enthaltet?
- Bisulfidreaktion
- Alle unmethylierte Cytosine werden zu Uracil => DNA wird zu RNA/DNA-Hybrid
- RT-PCR => "cDNA"
- Sequencing
Beschreibe die Methylierung der CpG-Inseln.
- Vergleich 5'=>3' und 3'=>5'
- Aufbau und Lokalisation
- Beteiligt an
- Dinukleotid
- Eine palindromische von mehren hunderten bp Sequenz: CpG-Inseln in 5'=>3' und 3'=>5' Richtung vorhanden
- Regulieren Genexpression: Vermindern Expression in dem methyl-bindende Proteine binden, die die Expression vermindern, wenn sie methyliert sind
- Sind grundsätzlich nicht methyliert und haben deshalb hohen CpG-Anteil, da meistens Bestandteil Promotor => konserviert
- Verantwortlich für
- X-Inaktivierung
- Imprinted Gens
Beschreibe die Methylierung von CpG-Dinukleotiden.
- Sind symmetrisch im Doube-Helix
- Ist immer CpG, egal von welcher Richtung
- Nach Zellteilung methyliert die DNMT1 Methyltransferase den komplementären Strang
- Keine wirkliche Funktion, solange nicht innerhalb CpG-Insel!
Bestehet ein Zusammenhang zwischen methylierten DNA und Histone?
Beschreibe den Ablauf der X-Inaktivierung.
- Bedeutung nachfolgende Zellgenerationen
- Nur Frau betroffen, Mann nur wenn pathologisch
- Ganz am Anfang während Embryonalentwicklung sind bei X-Chromosomen aktiv (beiden werden transkribiert)
- Blastula-Stadium (Start Zelldifferenzierung): Alle X werden gezählt und eines wird random ausgewählt und der Rest inaktiviert durch Methylierung
- Inaktivierte X verbleiben in der Zelle als kondensierte X-Chromosom. Erkenntlich als
- Barr Bodies
- Sex Chromatin
- Nach X-Inaktivierung kann jeweils nur immer das ausgewählte X aktiv sein => keine Umänderung
Was bedeutet die X-Inaktivierung für Frauen genotypisch gesehen?
- Sie sind immer Mosaike, da immer ein X random inaktiviert wird.
Wie (Mechanismus) wird das X-Chromosom inaktiviert?
- Iniziert durch das 1 Mb X-Inactivation Center (XIC) bei Xq13
- Expression der Long noncoding RNA XIST (X-Inactivation-specific Transcript) vom nur inaktivem X-Chromosom
- XIST RNA zieht Proteine an, welche beginnend vom XIC das Chromatin in eine Heterochromatin-ähnliche Struktur überführen. Jene Histonmodifikationen sind typisch für Heterochromatin
Was ist wenn ____ in Bezug X-Inaktivierung?
- Wenn das XIC auf ein Autosom translokalisiert wird
- Wenn ein Teil eines Autosom an das X translokalisiert wird
- XIST-RNA nachträglich nicht mehr exprimiert wird
- Wenn das XIC auf ein Autosom translokalisiert wird
- Restliche X-Chromosom nicht inaktiviert
- Autosom verleibt, nur X-Teil wird inaktiviert
- Wenn ein Teil eines Autosom an das X translokalisiert wird
- Alles vom X wird inaktiviert, Autosom verbleibt
- XIST-RNA nachträglich nicht mehr exprimiert wird
- Keinen Einfluss
- Nur für Etablierung nötig, nicht Erhaltung
Was versteht man unter Imprinting bzw. Genomische Prägung?
- Anzahl Gene
- Begrenzung
- Betroffenheit
- Vererbung
- 100 Gene
- Ein Allel der Eltern wird immer absichtlich deaktiviert, so dass bestimmte Gene nur vom Vater oder Mutter vererbt werden können
- Paternale Expression
- Maternale Expression
- Nur bei Autosomalen Chromosomen
- Alle Zellen zu 100% betroffen
- Krankheiten werden immer vererbt => keine Homo- oder heterozygote Ausprägung
Welche Fragen ergeben sich durch die X-Inaktivierung in Bezug Frau und Mann?
Beschreibe den Mechanismus des Imprintings.
- Gesteuert durch die Methylierung der Imprinting Control Region, welche sicher paternal und maternal unterscheiden
- Methyl-bindende Proteine (z.B. CTCF) binden und verhindern Schlaufenausbildung vom Promotor mit Enhancer
- Clusters können gleichzeitig ___ enthalten
- Materinal Imprinted Gene
- Paternal Imprinted Gene
- Weder noch Imprinted Gens
- Oft überlappende Gene im Plus- und Minusstrand, so dass eines der beiden immer inaktiviert werden muss für die Expression
Wie ist die Vererbung von Imprinted Genes, wenn sie mit einer Krankheit assoziiert sind?
Kann das epigenetische Gedächtnis die nächste Generation beeinflussen? Prinzipielle Ursache?
- Per Definition: Epigenetisches Gedächtnis kann nur bei Mitose und nicht Meiose übertragen werden => z.B. X-Inaktivierung
- Existieren mehrere Anhaltspunkte, dass jedoch bestimmte epigenetische Inaktivierung übertragen werden können induziert durch (negative) Umwelteinflüsse => Schweden mit Överkalix
- Umweltinduzierte epigenetische Einflüsse können sich nur in bestimmten Zeitfenster manifestieren
- Frau: Während dem 3. Trimester als Baby => Oozyt-Bildung
- Mann: In Pubertät => Bildung Spermien
- RNA-induziert mit Involvierung der DNTM2 RNA Methytransferase
Was versteht man unter molekularer Pathologie? Hauptunterteilung?
- Versucht zu erklären, weshalb spezifische genetische Veränderungen in ein spezifisches klinisches Erscheinungsbild resultieren
- Typen genetische Veränderungen
- Aktivität Genprodukt => Qualität
- Menge Genprodukt => Quantität
Nenne die wichtigste Arten der Mutationen und was diese bewirken.
- Silent-Mutation
- Mutation, welche trotzdem gleiche AS codiert
- Missense-Mutation
- Mutation, die zu Codierung ein anderen AS resultiert
- Konservierte Mutation: Andere AS mit gleicher physikochemische Eigenschaften
- Unkonservierte Mutation: Andere AS mit anderen physikochemische Eigenschaften
- Nonsense-Mutation
- Mutation, die in ein Stopcodon resultiert
- Frameshift-Mutation
- Indels bedingt von Insertionen und Deletionen
Was bedeuten folgende Begriffe?
- p.R117H
- p.G542X
- g.1162G-->A
- g.621+1G-->T
- g409_410insC
- c6232_6236del
Was bedeuten folgende Begriffen?
- Amorph (Nullalell)
- Hypomorph
- Hypermorph
- Antimorph
- Neomorph
Wie kann man die Typen der Mutationen anhand ihrer Auswirkung einteilen?
- Hohe Wahrscheinlichkeit Loss of Function
- Deletion
- Nonsense-Mutation
- Framshift-Mutation
- Splic-Site-Mutation
- Partielle Loss of Function bei Missense-Mutationen, wenn
- Funktioneller Proteinteil betroffen
- Konservierte AS ist in orthologen und paralogen Genen => Mutation aktivem Zentrum
- AS-Substitution nicht-konservativ ist
Nenne in absteigender Aussagekraft die Kriterien zur Bestimmung der Kausalität zwischen Mutation und Krankheit.
- a) ist stärkste Kriterium
Was verstehet man unter den folgenden Begriffen? Beispiele?
- Paraloge
- Orthologe
- Homologe
- Paraloge
- Gene untereinander im gleichen Genom, welcher durch ein Duplikation entstanden sind
- Orthologe
- Gene welche in verschiedenen Speziezs vorhanden sind und einem gemeinsamen Ancestor stammen
- Homologe
- Gene mit ähnlicher Sequenz und von gemeinsamen Ur-Gen abstammen
- Beispiele
- Myoglobin <=> Cytoglobin
- Hämoglobin A <=> Hämoglobin B
Beachte!
Ist es möglich Punktmutationen zu finden, welche die selbe Wirkung wie Deletionen haben? Begründen Sie.
- Ja, ist möglich
- Aufgrund Phänotyp mit klinischen Symptomen durch Loss of Function. Grundsätzlich resultiert jede Loss of Function Mutation im selben klinischen Erscheinungsbild
Wieso haben Deletionen und Insertionen unterschiedlich Auswirkungen auf die Rasterverschiebung?
- Beispiele?
- Abhängigkeit Lokalisation der Insertion/Deletion (Wie wichtig ist der betroffene Abschnitt für die Funktion?)
- Ausmass der Insertion/Deletion
- Wie viel wurde inseriert/deletiert
- Wenn nicht durch 3 teilbar entsteht Frameshift
- Wenn Frameshift, bleibt er bestehen oder wird er wieder "korrigiert"?
- Dystrophingen
