Genetik - der genetische Code an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

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Silent Mutation

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Nonsense Mutation

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Wobble Hypothese

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Beschreibe die Gelelektrophorese 

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Leserastermutation

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Nenne die beiden Pyrimidinbasen

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Wie viele Codons gibt es 

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Nenne die beiden Purinbasen

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Missense Mutation

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Wie viele der Codons codieren für Aminosäuren und was codiert der Rest?

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Ames Test
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Klonierungsvektoren

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Genetik - der genetische Code

Silent Mutation

Kein AS Austausch trotz Nukleotidaustausch

Genetik - der genetische Code

Nonsense Mutation

Tanslationsstop durch AS austausch

Genetik - der genetische Code

Wobble Hypothese

- Ein Basenaustausch in der 3. Position eines Codons führt häufig nicht zum Austausch der codierten Aminosäure (stille Mutation)

- Die beiden ersten Positionen eines Codons sind für die Bindung der richtigen tRNA wichtiger als die dritte Position

- Durch die Wobbel-Basenpaarungen wird NICHT für jedes Sense Codon eine spezifische tRNA benötigt

Genetik - der genetische Code

Beschreibe die Gelelektrophorese 

DNA-Fragmente können in einer Gelelektrophorese nach Größe aufgetrennt werden. 

Sie wandern aufgrund des negativ geladenen Phosphatrückgrates im elektrischen Feld zur Anode [Kationen (+) wandern zur Kathode und Anionen (−) zur Anode, das wird oft verwechselt], wobei sie von der Gelmatrix mechanisch aufgehalten werden. Je kleiner die Fragmente sind, desto leichter „flutschen“ sie durch die Matrix. 

Darauf beruht die Trennung. Die DNA kann im Gel mit Ethidiumbromid angefärbt und damit sichtbar gemacht werden.

Laufrichtung des Gels - zu +


- Anfärbung des Geles mit Ethidiumbromid 

- Sichtbarmachung mit UV-Licht 

- Abstrahlen von sichtbarem Licht



Genetik - der genetische Code

Leserastermutation

- werden durch Deletionen und Insertionen verursacht.

- Leserastermutationen betreffen alle auf die Mutation folgenden Tripletts.

Genetik - der genetische Code

Nenne die beiden Pyrimidinbasen

Thymin und Cytosin, Uracil (RNA only)

Genetik - der genetische Code

Wie viele Codons gibt es 

4 hoch 3 = 64

Genetik - der genetische Code

Nenne die beiden Purinbasen

Adenin (hat 2 WBB mit Thymin) und Guanin (hat 3 WBB mit Cytosin)

Genetik - der genetische Code

Missense Mutation

Aminosäure austausch durch Nukleotidaustausch

Genetik - der genetische Code

Wie viele der Codons codieren für Aminosäuren und was codiert der Rest?

- 61 Codons codieren für die insgesamt 20 kanonischen der proteinogenen Aminosäuren 

- die restlichen drei sind sogenannte Stopcodons zur Termination der Translation 

Genetik - der genetische Code

Ames Test
Testverfahren, um (chemische) Mutagene zu identifizieren

- Es werden Bakterien, die durch Mutation (z. B. Punktmutation) in einem Gen nicht mehr in der Lage sind, eine bestimmte Aminosäure zu synthetisieren (sogenannte Mangelmutanten, siehe Auxotrophie), auf einen diese Aminosäure nicht enthaltenden Nährboden (Agar) aufgebracht. Da diese Bakterien zur Fortexistenz auf diese Aminosäure angewiesen sind, würden sie absterben bzw. könnten sich nicht auf diesem Mangelmedium vermehren. Die Aminosäure (z. B. Histidin) ist für die Synthese von Proteinen und somit für Zellteilung vonnöten.
Nun setzt man die Bakterien dem potentiellen Mutagen aus, indem man beispielsweise ein damit getränktes Filterpapier auf den Nährboden auflegt. Bilden sich nach dem anschließenden Bebrüten sogenannte Bakterien-Kolonien, so sind einzelne Bakterien gewachsen und haben die Fähigkeit zur Synthese der entsprechenden Aminosäure zurückerlangt. Es handelt sich hierbei um sogenannte Revertanten, bei denen die zur Auxotrophie führende Punktmutation in einem Gen rückgängig gemacht wurde – sie wurden wieder prototroph. Man geht davon aus, dass diese Rückmutation sehr wahrscheinlich der Wirkung des zugegebenen Agens zuzuschreiben ist und es sich somit um ein Mutagen handelt, welches eine Punktmutation in einem Gen bewirkt. In der Regel tritt eine solche Rückmutation auch spontan von selbst auf, jedoch in viel geringerem Maßstab, das heißt wesentlich seltener als bei Anwesenheit eines mutagenen Agens.
Meist setzt man im Ames-Test Bakterienstämme von Escherichia coli (Tryptophan-Auxotrophie) oder Salmonella typhimurium (Histidin-Auxotrophie) ein.
Salmonella typhimurium zeichnet sich neben seiner Histidin-Bedürftigkeit noch durch zwei weitere Eigenschaften aus, die für den Ames-Test von Vorteil sind: Zum Einen besitzt es einen Defekt im DNA-Reparatursystem, sodass die entstandene Mutation nicht behoben werden kann; es gibt sozusagen keine Dunkelziffer. Zudem besitzt dieses Bakterium verkürzte Lipopolysaccharide, wodurch die Membran durchlässiger ist und potentielle Mutagene nicht schon dort ganz oder teilweise abgehalten werden. Beide Eigenschaften führen zu einer Erhöhung der Aussagekraft des Ames-Tests.

Genetik - der genetische Code

Klonierungsvektoren
Entwickelt auf der Grundlage von natürlich vorkommenden Plasmiden
Eigenschaften:
• Struktur und Molekulargewicht: kompakte (kleine), ringförmig geschlossene Plasmidmoleküle
• Kopienzahl: meist hoch
• Resistenzgen: zur Selektion, z. B. Ampicillinresistenz
• Replikationsursprung: für ihre Vermehrung
• Polylinker („multiple cloning site“): künstlich eingefügte Region, die eine Reihe singulärer Restriktionsschnittstellen enthält
Fakultative Eigenschaften:
• Markergene für erleichtertes screening (lacZ, „blau-weiß-Selektion“)
• Promotoren zur regulierten Genexpression

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