MIB4 Lebensmittel at Universität Bonn

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Worin ist Stärke unlöslich und wo löslich?

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Nebenprodukt der Sojaölproduktion: Sojaextraktionsschrot

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Glyphosat
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HFCS Abkürzung

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Situation 2

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Was ist die DNA-Bibliothek und in welche Bibliotheken kann man sie unterteilen?

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Was ist Pyro-Sequenzierung?

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Was ist die Ion Torrent Sequenzierung?

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Was ist Illumina Sequenzierung?

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Was ist SMRT Sequencing?

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Was sind nanopore Sequencing Technologies?

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Was ist MinION Setup?

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MIB4 Lebensmittel

Worin ist Stärke unlöslich und wo löslich?
in kaltem Wasser (<5°C) und Ethanol

Quellung in heißem Wasser und Gelbildung ("Verkleisterung")

MIB4 Lebensmittel

Nebenprodukt der Sojaölproduktion: Sojaextraktionsschrot
-> Proteinquelle
-> Futtermittel
-> Fleischersatz

MIB4 Lebensmittel

Glyphosat
Hemmung der EPSPS (Enolpyruvylshikimatphosphat-Synthase) im Syntheseweg für aromatische AS
- > Pflanze verhungert
im Boden rascher Abbau
- Verdacht auf Kanzerogenität

MIB4 Lebensmittel

HFCS Abkürzung
High Fructose Corn Syrup

MIB4 Lebensmittel

Situation 2
es werde immer mehr Lebensmittel benötigt (bis 2050 ca. 70% mehr)

Grenzen des Einsatzes von Düngemitteln und Pestiziden erreicht

Trinkwasserversorgung limitiert

Überfischung der Weltmeere

Begrenzte landwirtschaftliche Nutzflächen

Desertifikation

Intensivtierhaltung
-> Bedarf an Stickstoff bzw. Protein!

MIB4 Lebensmittel

Was ist die DNA-Bibliothek und in welche Bibliotheken kann man sie unterteilen?

=Sammlung von DNA-Klonen, die so angelegt ist, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, jedes DNA-Stück in der Sammlung zu finden

  • Genom-Bibliothek=enthält DNA-Fragmente, die das gesamte Genom eines Organismus wiederspiegeln
  • cDNA-Bibliothek= enthält nur komplementäre DNA synthetisiert mit mRNA aus der Zelle als template

MIB4 Lebensmittel

Was ist Pyro-Sequenzierung?

Sequenzierungsmethode, die bei der Addition von dNTP bei der Elongation, der template DNA, eine detektierbare Lichtreaktion ausgelöst wird. 

  • durch die Addition von dNTP wird Pyrophospat abgespalten
  • Das Pyrophosphat kann mithilfe der ATP Sulfurylase und Adenylylsulfat in ATP umgewandelt werden
  • ATP *+ Luciferin+O2  kann mithilfe der Luziferase eine Lichtreaktion hervorrufen
  • das Lichtsignal variiert je nach eingebautem Nukleotid : pro well mit PCR amplifizierten DNA Fragment, das auf einem Bead immobilisiert ist, wird nur eine Sorte von dNTP (dATP,dTTP,dGTP, dCTP) hinzugefügt --> danach wird ungenutztes dNTP abgewaschen mit Apyrase-Enzymen und ein neues hinzugefügt, um die Sequenz herauszufinden, der Computer analysiert die verschiedenen Lichtsignale und generiert die Sequenz daraus

MIB4 Lebensmittel

Was ist die Ion Torrent Sequenzierung?

Messung basiert auf Freisetzung von H+, dadurch detektierbare pH-Änderung

  • beads mit klonal amplifizierten DNA-Fragmenten werden in Vertiefungen eines Chips immobilisiert
  • Chip ist mit Protonen-sensitivem Tantaloxid beschichtet, dass die H+ detektiert, die während der zeitversetzten Beschichtung mit den verschiedenen dNTP freigesetzt werden
  • pH-Messung pro well: Änderung des pH zeit, ob und wenn ja  wie viele des jeweiligen Nukleotids eingebaut wurden

MIB4 Lebensmittel

Was ist Illumina Sequenzierung?

1. Sample Präparation

- gDNA wird in zufällige Fragmente zerlegt und an beiden Enden werden Adapter ligiert

-Probe wird auf Chip mit Flusszellen (=haben Primer komplementär zu den Adaptern gebunden) gegeben

-ssDNA bindet mit Adapter an passenden Primer und Gegenstrang wird synthetisiert

-der lose nicht kovalent gebundene Strang geht durch Denaturierung verloren

-die gebundene ssDNA bindet mit dem freien Adapter an komplementären Primer--> Brückenbildung

- Synthese des Gegenstrangs (bridging PCR), Start mit fixiertem Primer 2 --> zwei fixierte Stränge

Trennung durch Denaturierung und BIndung der freien Adapter an freie Primer --> Clusterbildung

2. Cluster Generierung

- für Sequenzierung werden die Cluster denaturiert: es gibt forward und reverse DNA-Moleküle, die beide kovalent an die Flusszelle gebunden sind

-Zugabe von Primer (entweder für den forward odeer reverse Strang: immer nur einen), DNA-POl und alle vier fluoreszenzmarkierten Terminator (A T C G) --> Polymerisation stoppt nach einer Base wegen Block--> Detektion des Fluoreszenzsignals

-Abspaltung des Fluoreszenzfarbstoffs, chem. Entfernung des Blocks und Polymerisation der nächsten Base usw.

3. Sequenzierung bei der Synthese

4. Datenanalyse

MIB4 Lebensmittel

Was ist SMRT Sequencing?

=Single molecule Real time Sequencing= Sequenzierung einzelner DNA-Moleküle, reads mit einer durchschnittlichen Länge von 100.000 Nukleotiden mit dem Potential in der Zukunft zu steigen

--> 3. Generation sequencing technologies

MIB4 Lebensmittel

Was sind nanopore Sequencing Technologies?

=Sequenzbestimmung, wenn einzelnde DNA/RNA-Moleküle elektrophoretisch durch Nanoporen laufen: die Passage einzelner Nukleotide kann als Ionenstrom durch die Pore nachgewiesen werden


  • Vorteile:  Wiederverwendung der Nanopore, Fragmentlänge ist unbedeutend, durch viele Poren bis zu 8000 Sequenzen gleichzeitig möglich

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Was ist MinION Setup?

ein tragbares Gerät, das Sequenzierung durch Zugabe der Probe in die Durchflusszelle und Datenanalyse in echtzeit ermöglicht.

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