Tiergenetik
Altklausuren & Übungsaufgaben
Altklausuren & Übungsaufgaben
Kartei Details
| Karten | 91 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Biologie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 04.03.2022 / 07.03.2022 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20220304_tiergenetik
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/20220304_tiergenetik/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Vor- und Nachteile von Kerntransfer.
Vorteile:
- Gene-Targeting möglich
- alle Zellen des Nachkommen enthalten das Transgen
- bei vielen Spezies möglich
- relativ hohe Effizienz (besser als Mirkoinjektion)
Nachteil:
- hoher technischer Aufwand
- stressiger Prozess für Embryo
3 Möglichkeiten zur Erzeugung veränderter Chromosomen außer Bestrahlung und Züchtung erklären. Welche
Möglichkeit ist am besten für Einzelnukleotidaustausch und welche zum Einbringen mehrerer Gene auf einmal?
- Genmodifikation mittels CRISPR-Cas, Meganukleasen, Zinkfingernukleasen
- Non-homologous end joining => Geneknockout (Insertion oder Deletionen) => Einzelbasenaustausch
- HDR (Homologous directed end joining) => Einzelbasenaustausch oder Geneinbringen mithilfe von Vorlage-DNA
Bedeutung und Vorgehensweise von Embryonentransfer im Rind.
In der Tierzucht ist man bestrebt, von besonders leistungsfähigen Kühen mehr Kälber zu erlangen. Hierfür wird beim Spendertier durch Hormonbehandlung eine gleichzeitige Reifung mehrerer Eizellen (meist 20–30) bewirkt. Sieben Tage nach der Befruchtung werden die Embryonen ausgespült und Trägertieren in die Gebärmutter eingesetzt. Auf −196 °C tiefgekühlt, können Embryonen von unterschiedlicher Qualität von jedem Landwirt für seine Zucht erworben werden.
Embryo transfer techniques allow top quality female livestock to have a greater influence on the genetic advancement of a herd or flock in much the same way that artificial insemination has allowed greater use of superior sires. ET also allows the continued use of animals such as competition mares to continue training and showing, while producing foals. The general epidemiological aspects of embryo transfer indicates that the transfer of embryos provides the opportunity to introduce genetic material into populations of livestock while greatly reducing the risk for transmission of infectious diseases.
Anwendungsbeispiele von Gentransfer.
PRRSV (Porcine reproductive and respiratory disease virus):
- Es wurde gezeigt, dass CD163 ein zellulärer Rezeptor ist, der die Infektion von ansonsten nicht PRRSV-permissiven Zelllinien vermitteln kann
- CD163 ist ein Makrophagen-Differenzierungsantigen, das zur Familie der Scavenger-Rezeptor-Cystein-reichen (SRCR) Membranproteine gehört
- CD163 genome editing: Entfernung von Exon 7 à jeweils rechts und links von Exon eine sgRNA (single guide RNA) designen, damit Cas9 jeweils dort schneidet
- Ergebnis: geneditierte Schweine zeigen keine Anzeichen einer Infektion
HIV:
- Virus (HIV-1) tritt in T-Zellen durch Bindung an CD4 und CCR5 ein (beides Oberflächenproteine bzw. Rezeptoren)
- Vorgehen Bsp.: einbringen von CRISPR/Cas9 durch AVV Vektoren, zielt auf CCR5-Gen ab
Was kommt in EV vor? Welche 2 Exosomale Moleküle gibt es, die wichtig sind für die Funktionalität der Exosomen.
wichtig für die Funktionalität:
- Tetraspanine
- Lipid rafts, z.B. Cholesterol
Rolle der Zytokine beim Übergang vom angeborenen zum adaptiven Immunsystem
Zytokine = Botenstoffe, Einteilung: Interferone (IFN), Interleukine (IL), koloniestimulierende Faktoren, TNFs und Chemokine
Interleukine sind Zytokine, die zur Kommunikation der Immunabwehrzellen(Leukozyten) untereinander dienen, um so koordiniert Krankheitserreger oder auch Tumorzellen zu bekämpfen.
Diese Signalmoleküle werden von CD4-positiven T-Helferzellen, Monozyten, Makrophagen und Endothelzellen gebildet und wirken auf Zellen des blutbildenden Systems.
Das Genom eines Schweines wurde resequenziert. Es ergaben sich 30 Gigabasen. Was ist ein Alignment im Hinblick auf die Resequenzierung. Welche durchschnittliche Genomabdeckung entspricht das?
Resequenzierung für SNP – Identifikation. Dafür wird ein Refernzgenom beötigt, auf welches die Rohdaten aus der Resequenzierung gemappt werden.
Sequenzalignment bezeichnet den methodischen Vergleich zweier oder mehrerer Nukleotid- oder Aminosäuresequenzen in linearer Abfolge. Es wird in der molekularen Phylogenie verwendet, um die funktionelle oder evolutionäre Verwandtschaft (Homologie) von Nukleotidsequenzen oder Aminosäuresequenzen zu untersuchen.
Durchschnittliche Genomabdeckung:
Ein Schwein hat wie jedes Säugetier eine Genomgröße von 3Gb. Die Genomabdeckung: 30Gb/3Gb = 10 => man hat also eine 10-fache Genomabdeckung.
Zwei Sequenzen waren gegeben, in etwa:
1) 5´ACCCGATCGATATAAACGAGAGAT 3´
2) 5´ACCCGATCGATAGAAACGAGAGAT 3´
Welche Auswirkungen kann die Mutation haben?
- Synonymous: keine Veränderung, da die Mutation trotzdem noch für dasselbe Aminosäure kodiert.
- Non-synonymous: es entsteht eine andere Aminosäure
- Conservative: es entsteht eine andere AS, aber vom selben Typ (z.B. basisch)
- Non-conservative: es entsteht eine andere AS und sie ist von einem anderen Typ/Eigenschaften
- Regulatory Mutation: Mutation in einer Regulationseinheit, wodurch z.B. nicht transkribiert wird
- Splice-Mutation
=> Komplete oder teilweise Verlust der Funktion, wenn eine AS Austausch stattfindet und diese AS eine funktionelle oder strukturelle Bedeutung im Protein hatte. AS Austausch -> Stopcodon frühzeitige Abbruch der Translation -> verkürztes Protein
=> Genexpression verändert oder kein Transkription mehr
=> Falsches Splicing
Mutation ist in TATA-Box, also Promotor ist mutiert => keine oder schwache Genexpression!
Was ist des Prinzip des Hardy-Weinberg Gleichgewichts? Auf welchen Annahmen beruht es?
Das Prinzip behauptet, dass die genetische Variation innerhalb einer Population über die Generationen hinweg konstant bleiben würde, in der Abwesenheit von störende Faktoren, wie Selektion (manche Allelen können positiv/negativ auf das Überleben des Organismus wirken, Vorteil/Nachteil nicht mehr Zufall), Migration und Mutation (Einführung neue Allelen in der Population). Bei zufallige Fortpflanzung (mating) ohne die disruptive Bedingungen, wird behauptet (predict) dass sowohl der Genotyp als auch die Allel Frequenzen konstant bleiben würden, weil die im Gleichgewicht sind.
Eine Rinderherde weißt Nachkommen auf, die eine neurodegenerative Krankheit tragen und nach 2 Monaten daran versterben. Die Krankheit tritt bei männlichen und weiblichen Individuen im Verhältnis von 1:1 auf. Infektionen oder Mutationen sind nicht die Ursache. Alle Tiere haben einen gemeinsamen Ahnen (ancestor) mütterlicherseits und väterlicherseits. Welches Vererbungsmuster tritt hier auf + Begründung. Wie können Sie die zugrunde liegende Mutation finden?
Autosomal – rezessiv:
- beide Eltern zeigen keine Symptome. Die sind nur heterozygot Träger = rezessiv
- nicht über die Gonosomen (die beiden Geschlechtschromosomen (XY bzw. XX) des Menschen) vererbt, weil 1:1 verteilt -> autosomal (Gegenteil wäre gonosomal)
Finden mit GWAS = Genome-wide association studies: Case – Control (Fall – Kontrolle)
- Allele in Fall- und Kontrollgruppe für jeden SNP zählen, Kontingenztabelle erstellen
- Wenden Sie Chi-Quadrat-Test auf die Kontingenztabelle an
- Korrektes Signifikanzniveau nach Bonferroni
- Nominal P (0,05) geteilt durch die Anzahl der SNPs
- Zeichnen Sie -log10 (P) für jedes SNP entlang der Chromosomen → Manhattan Plot
Etwa 25 Basenpaare vor dem Transkriptionsstart eines eukaryotischen Gens findet sich folgende Sequenz. Durch eine Mutation kommt es zur Veränderung einer Base (unterstrichene Position). Welche Konsequenzen erwarten Sie? 5'-...TGCTTTATAAAGCC...-3' 5'-...TGCTTTCTAAAGCC...-3'
TATA Box:
- Nicht kodierende DNA-Sequenz
- Cis – Regulatorische Element
- Im Core Promotor Region ~ -31 bis -26 bp upstream von der Transkriptionsstart Stelle
- Bindung der Transkription Initiationsfaktor TFIID mit seiner TBP (TATA-box-Binding-Protein) Untereinheit. Enstehung eines Protein Complexes mit der RNA Poly 2 vor der Initiation der Transkription
=> Mutation in TATA-Box führt dazu, dass Transkriptionsproteine nicht binden und damit auch nicht die RNA-Polymerase => keine Expression
