Nutrigenomik at Universität Hohenheim | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Nutrigenomik an der Universität Hohenheim

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TESTE DEIN WISSEN

Was versteht man unter Mosaizismus?

Wovon hängt Mosaizismus ab?

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TESTE DEIN WISSEN

= Phänomen, dass nicht alle Zellen eines Organismus eine identische Genom-Sequenz aufweisen

- normal, aber kann auch mit Krankheiten wie z.B. Krebs assoziiert werden

- höhere Ausprägung von Mosaizismus in Gewebe mit hoher Zellteilungsrate (z.B. Haut, Oesophagus)

- nimmt außerdem mit dem Alter zu und in Gewebe, dass Umwelteinflüssen mit potentiell DNA-schädigenden Faktoren ausgesetzt ist (Haut, Lunge -> Rauchen!)

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Wie hat sich die klinische Forschung in Bezug auf die MO und das Mikrobiom geändert?

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TESTE DEIN WISSEN
  1. traditionell: Kultivierung/Mikroskopische Betrachtung von Bakterien als medizinische Marker für bestimmte assoziierte Krankheiten
     limitiert für kultivierbare Erreger
  2. next-generation sequenzing: Identifizierung des Mikrobioms, Entdeckung viele Assoziationen: Forschung über neue Marker-->keine Limitierung auf kultivierbare Erreger

 

Dann: Paradigmenwechsel! 

 

  1. früher: kultivierbare MO sind alle MO-->es gibt sterile Räume (Blase, Urin), bei Bakterienbesiedelung Krankheit
  2. Problem: häufig Krankheiten ohne Feststellung von Bakterienbesiedelung (z.B. Blasenentzündung)

heute: Hypothese: „normale“ Mikrobiota dient als Schutz vor Fehlbesiedelung (-->Infektion)

 -->keine sterilen Räume (Blase und Urin sind nicht steril!), Bakterienfehlbesiedelung = Krankheit

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Was versteht man unter Haplotyp?

HapMap Project?


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Haplotyp = Sequenz von aufeinanderfolgenden Allelen auf einem bestimmten Chromosom

- HapMap Project: Beschreibung der Muster genetischer Variationen des Menschen -> Identifizierung spezieller „Markierungs-SNPs“ (z.B. für Krankheiten)

-> von Haplotyp Maps auf Genom-Sequenz schließen (weniger aufwendig)

-> Rückschlüsse auf gemeinsame, vererbte "Blöcke"

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Was versteht man unter der DNA-Methylierung?

Und was sind CpG Islands?


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- Methylrest wird an Cytosin angehangen (5-Methyl-Cytosin)

-> Führt zum Abschalten der Gene, da es nicht mehr abgelesen werden kann


- Enzym: DNMT (=DNA methyltransferase)

Methylgruppentransfer SAM (S-adenosylmethionin) -> SAH (S-adenosylhomocystein)

o SAMZyklus:

- SAM = Methylgruppendonor, Bildung

durch Methionin und ATP

- Methylgruppenlieferant Folsäure, Übertragung auf Methionin, SAM wird gebildet

- Folsäure braucht der Körper für die Methylierung


CpG Island =  Region mit hohem Anteil von CG-Dimeren, häufiges Vorkommen bei Transkriptionsstartpunkt (ATG)

-> Methylierung des Cytosins in CpG reichen DNA-Motiven führt zu Stilllegung bestimmter Gene


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Was ist Fermentation?

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  • ATP-generierender Prozess bei dem Organische Komponenten als Elektronendonor bzw -akzeptoren fungieren


  • Fermentierte LM werden mit gewünschtem Mikrobiellem Wachstum und enzymatischen Reaktionen hergestellt


Probiotika: lebende Mikroorganismen mit gesundheitsförderenden Eigenschaften, allerdings keine Beweise für positiven Effekt, kann nach Antibiotikanahme helfen das Mirkobiom aufzubauen

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Welche Vorteile hat Fermentation?
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- längere Haltbarkeit
- verbesserte Qualität und LM-Sicherheit
- fermentierte Milchprodukte sind besser verträglich, da weniger Laktose
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Def. Epigenetik + Zusammenhang mit Nutrigenomik

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= vererbbare Veränderung im Genexpressionsmuster unabhängig der Nucleotidsequenz aufgrund Methylierungsmuster


-liefert Erklärung für generationenübergreifende Beziehungen zwischen Ernährung und Gene

- „Nutriepigenomics“: Auswirkungen der Ernährung während der Schwangerschaft und Stillzeit auf nicht übertragbare Krankheiten (z.B. Fettleibigkeit, Herz-Kreislauferkrankungen, Diabetes , Bluthochdruck)




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Was versteht man unter sog. „Angsterinnerung“ oder dem Experiment der ängstlichen Mäuse?

Und was schließen wir daraus?

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- Bei diesem Experiment bekamen Mäuser einer F0 Generation Schmerzen bei einem bestimmten Geruch zugeführt

- Nach Konditionierung reichte alleine der Geruch um Angst auszulösen

- Interessant war jedoch, dass sowohl der Kinder, als auch Enkelkinder noch bei diesem Geruch Angst bekommen haben (Also F1 und F2 Generation)

Was schließen wir daraus:

- verändertes Methylierungsmuster der CpG islands des entsprechenden Geruchsstoffrezeptors

- Wir können also theoretisch Trauma unserer Großeltern in uns tragen!

- eventuell nachfolgender Generationen vor potenziellen Gefahren bewahren

- Kann wissenschaftlich allerdings noch nicht ganz erklärt werden

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Einfluss und Auswirkungen von unterschiedlichen SNPs auf den Menschen
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- Sehr viele SNPs können sich überhaupt nicht auf den menschl. Phänotypen auswirken 
- Jedoch können auch extrem kleine genetische Veränderungen (v.a. SNPs) einen sehr starken Einfluss auf den Phänotypen haben 
- Die meisten Unterschiede (z.B. Mutationen) sind allerdings für menschlichen Individuen neutral
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Nenne und beschreibe ein Beispiel für „Evolutionäre Genetik“
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Stärkespaltung durch Amylase (Amy1 Gen) im Speichel und Pankreas
—> Anzahl der Amy1 bestimmt Amylase-Produktion
—> Bevölkerungen mit einem hohen Stärkekonsum haben eine höhere Anzahl an Amy1
Bsp. Genetische und Geographische ähnlich zu Japaner:innen (Reisdiät) und Yakut (Fisch/Fleisch Diät) haben eine unterschiedliche Anzahl an Amy1-Kopien
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Wie hängt Epigenetik mit dem Alter zusammen und wie kann das genutzt werden?

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Algorithmus, der anhand des Methylierungsmusters das Alter einer Person bestimmen kann

-> Studie, ob durch bestimmte Medikamente biologische Uhr "zurückgestellt" werden kann, indem epigenetische Veränderungen (epigenetic drifts) behoben werden

 

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Gibt es im Körper „sterile“ Räume?

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Nein! Weder Blase, noch Urin noch das Auge!

Man kann im Auge lebende Bakterien gewinnen und sie im Auge auch wieder kultivieren

Diese schützen vor Infektionen (Augen-Mikrobiom)

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Nutrigenomik Kurs an der Universität Hohenheim - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Was versteht man unter Mosaizismus?

Wovon hängt Mosaizismus ab?

A:

= Phänomen, dass nicht alle Zellen eines Organismus eine identische Genom-Sequenz aufweisen

- normal, aber kann auch mit Krankheiten wie z.B. Krebs assoziiert werden

- höhere Ausprägung von Mosaizismus in Gewebe mit hoher Zellteilungsrate (z.B. Haut, Oesophagus)

- nimmt außerdem mit dem Alter zu und in Gewebe, dass Umwelteinflüssen mit potentiell DNA-schädigenden Faktoren ausgesetzt ist (Haut, Lunge -> Rauchen!)

Q:

Wie hat sich die klinische Forschung in Bezug auf die MO und das Mikrobiom geändert?

A:
  1. traditionell: Kultivierung/Mikroskopische Betrachtung von Bakterien als medizinische Marker für bestimmte assoziierte Krankheiten
     limitiert für kultivierbare Erreger
  2. next-generation sequenzing: Identifizierung des Mikrobioms, Entdeckung viele Assoziationen: Forschung über neue Marker-->keine Limitierung auf kultivierbare Erreger

 

Dann: Paradigmenwechsel! 

 

  1. früher: kultivierbare MO sind alle MO-->es gibt sterile Räume (Blase, Urin), bei Bakterienbesiedelung Krankheit
  2. Problem: häufig Krankheiten ohne Feststellung von Bakterienbesiedelung (z.B. Blasenentzündung)

heute: Hypothese: „normale“ Mikrobiota dient als Schutz vor Fehlbesiedelung (-->Infektion)

 -->keine sterilen Räume (Blase und Urin sind nicht steril!), Bakterienfehlbesiedelung = Krankheit

Q:

Was versteht man unter Haplotyp?

HapMap Project?


A:

Haplotyp = Sequenz von aufeinanderfolgenden Allelen auf einem bestimmten Chromosom

- HapMap Project: Beschreibung der Muster genetischer Variationen des Menschen -> Identifizierung spezieller „Markierungs-SNPs“ (z.B. für Krankheiten)

-> von Haplotyp Maps auf Genom-Sequenz schließen (weniger aufwendig)

-> Rückschlüsse auf gemeinsame, vererbte "Blöcke"

Q:

Was versteht man unter der DNA-Methylierung?

Und was sind CpG Islands?


A:

- Methylrest wird an Cytosin angehangen (5-Methyl-Cytosin)

-> Führt zum Abschalten der Gene, da es nicht mehr abgelesen werden kann


- Enzym: DNMT (=DNA methyltransferase)

Methylgruppentransfer SAM (S-adenosylmethionin) -> SAH (S-adenosylhomocystein)

o SAMZyklus:

- SAM = Methylgruppendonor, Bildung

durch Methionin und ATP

- Methylgruppenlieferant Folsäure, Übertragung auf Methionin, SAM wird gebildet

- Folsäure braucht der Körper für die Methylierung


CpG Island =  Region mit hohem Anteil von CG-Dimeren, häufiges Vorkommen bei Transkriptionsstartpunkt (ATG)

-> Methylierung des Cytosins in CpG reichen DNA-Motiven führt zu Stilllegung bestimmter Gene


Q:

Was ist Fermentation?

A:
  • ATP-generierender Prozess bei dem Organische Komponenten als Elektronendonor bzw -akzeptoren fungieren


  • Fermentierte LM werden mit gewünschtem Mikrobiellem Wachstum und enzymatischen Reaktionen hergestellt


Probiotika: lebende Mikroorganismen mit gesundheitsförderenden Eigenschaften, allerdings keine Beweise für positiven Effekt, kann nach Antibiotikanahme helfen das Mirkobiom aufzubauen

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Q:
Welche Vorteile hat Fermentation?
A:
- längere Haltbarkeit
- verbesserte Qualität und LM-Sicherheit
- fermentierte Milchprodukte sind besser verträglich, da weniger Laktose
Q:

Def. Epigenetik + Zusammenhang mit Nutrigenomik

A:

= vererbbare Veränderung im Genexpressionsmuster unabhängig der Nucleotidsequenz aufgrund Methylierungsmuster


-liefert Erklärung für generationenübergreifende Beziehungen zwischen Ernährung und Gene

- „Nutriepigenomics“: Auswirkungen der Ernährung während der Schwangerschaft und Stillzeit auf nicht übertragbare Krankheiten (z.B. Fettleibigkeit, Herz-Kreislauferkrankungen, Diabetes , Bluthochdruck)




Q:

Was versteht man unter sog. „Angsterinnerung“ oder dem Experiment der ängstlichen Mäuse?

Und was schließen wir daraus?

A:

- Bei diesem Experiment bekamen Mäuser einer F0 Generation Schmerzen bei einem bestimmten Geruch zugeführt

- Nach Konditionierung reichte alleine der Geruch um Angst auszulösen

- Interessant war jedoch, dass sowohl der Kinder, als auch Enkelkinder noch bei diesem Geruch Angst bekommen haben (Also F1 und F2 Generation)

Was schließen wir daraus:

- verändertes Methylierungsmuster der CpG islands des entsprechenden Geruchsstoffrezeptors

- Wir können also theoretisch Trauma unserer Großeltern in uns tragen!

- eventuell nachfolgender Generationen vor potenziellen Gefahren bewahren

- Kann wissenschaftlich allerdings noch nicht ganz erklärt werden

Q:
Einfluss und Auswirkungen von unterschiedlichen SNPs auf den Menschen
A:
- Sehr viele SNPs können sich überhaupt nicht auf den menschl. Phänotypen auswirken 
- Jedoch können auch extrem kleine genetische Veränderungen (v.a. SNPs) einen sehr starken Einfluss auf den Phänotypen haben 
- Die meisten Unterschiede (z.B. Mutationen) sind allerdings für menschlichen Individuen neutral
Q:
Nenne und beschreibe ein Beispiel für „Evolutionäre Genetik“
A:
Stärkespaltung durch Amylase (Amy1 Gen) im Speichel und Pankreas
—> Anzahl der Amy1 bestimmt Amylase-Produktion
—> Bevölkerungen mit einem hohen Stärkekonsum haben eine höhere Anzahl an Amy1
Bsp. Genetische und Geographische ähnlich zu Japaner:innen (Reisdiät) und Yakut (Fisch/Fleisch Diät) haben eine unterschiedliche Anzahl an Amy1-Kopien
Q:

Wie hängt Epigenetik mit dem Alter zusammen und wie kann das genutzt werden?

A:

Algorithmus, der anhand des Methylierungsmusters das Alter einer Person bestimmen kann

-> Studie, ob durch bestimmte Medikamente biologische Uhr "zurückgestellt" werden kann, indem epigenetische Veränderungen (epigenetic drifts) behoben werden

 

Q:

Gibt es im Körper „sterile“ Räume?

A:

Nein! Weder Blase, noch Urin noch das Auge!

Man kann im Auge lebende Bakterien gewinnen und sie im Auge auch wieder kultivieren

Diese schützen vor Infektionen (Augen-Mikrobiom)

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