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Mikrobiologie - Bio IV
Wie kommt der unterschiedliche GC-Gehalt in diversen Bakterien zu Stande? Welche Rolle spielt er bei der Untersuchung von DNA-Transferereignissen?
Nutzen:
- Durch den Vergleich des CG-Gehalts zwischen Bakterien können Stammbäume analysiert werden -> Lateraler oder Horizontaler Gentransfer
Zustande kommen:
- Durch den genetischen Code -> Wie sind AS codiert (Welche Basentripletts)
- Nukleotidzusammensetzung
Mikrobiologie - Bio IV
Welche 3 grundlegende Möglichkeiten haben Bakterien, ihre DNA in die extrazelluläre Umgebung freizusetzen?
- Passive Freisetzung: DNA aus abgestorbenen Bakterienzellen in Umgebung
- Aktive Freisetzung: Kompetente Bakterien töten nicht-komponente Bakterien ab, um dessen DNA aus der Umgebung aufnehmen zu können -> "Brudermord"
- Aktive Freisetzung: mit Hilfe von Typ IV-Sekretionssystem
Mikrobiologie - Bio IV
Welche Rollen spielen Typ-IV Sekretionssysteme für Gram-negative Bakterien? Zählen sie 3 auf!
- Nährstoffgewinnung
- Genomische Plastizität
- Bakterielle Virulenz
- Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen
Mikrobiologie - Bio IV
Geben sie mind. 4 Eigenschaften an, die eine E.coli Donor-Zelle bei der Konjugation ausmachen!
- Steht in Kontakt mit Rezipient (mit Hilfe des Sex-Pilus)
- Besitzt F-Plasmid
- Ein Strang wird in Rezipient übertragen
- dieser wird später ersetzt
Mikrobiologie - Bio IV
Wie kommen unterschiedliche E.Coli hfr Stämme zustande und welche genetischen Komponenten sind daran beteiligt?
- Entstehen über Integration des F-Plasmids in das Genom von E.Coli
- Übertragen außerdem chromosomale Gene mit hoher Effizienz
- Unterschiedliche Stämme, da auch unterschiedliche Gene eingeführt werden können
Mikrobiologie - Bio IV
Geben sie mind. fünf genetische Elemente an, die auf dem F-Plasmid codiert sind!
- oriT
- tra-Region
- IS (Integrationselemente)
- lac-Operon
- rep
Mikrobiologie - Bio IV
Wie kann die Konjugation zur Genkartierung von bakteriellen Chromosomen genutzt werden?
- Konjugation wird in unterschiedlichen Zeitpunkten unterbrochen
- Transferierte DNA wird über die Zeit untersucht
- "Interrupted-Mating-Experiment"
- Aus den Daten der hfr-Stämmen kann eine Genomkarte erstellt werden
Mikrobiologie - Bio IV
Beschreiben Sie zwei Hauptmechanismen der Rekombination
Homologe Rekombination:
- Austausch von DNA-Abschnitten mit gleicher oder sehr ähnlicher Nukleotid-Sequenz (homolog)
- meiste längere Sequenzabschnitte involviert
spezifische Rekombination:
- erfolgt über definierte, kurze Nukleotid-Sequenz
- müssen nicht unbedingt ähnlich sein
Mikrobiologie - Bio IV
Benennen Sie drei Modelle der homologen Rekombination und ihre Unterschiede!
- Holliday -> symmetrische Rekombination
- Meselson-Radding -> asymmetrische Rekombination durch Abbau und Neusynthese
- Szostak -> Reparatur von dsDNA Brüchen
Mikrobiologie - Bio IV
Benennen Sie fünf wichtige an der Rekombination von E.coli beteiligte Proteine
- RuvAB-Komplex: binden spezifisch an gekreuzte DNA
- RuvC: Endonuclease; Löst Holliday Junctions auf
- RecA: kann Einzelstrang und Doppelstrang zusammen halten
- RecBCD: Helicase-Endonuklease; Stellt freie 3'-Enden her, an denen RecA binden kann
Mikrobiologie - Bio IV
Benennen Sie einen "hot-spot" der Rekombination und benennen Sie die daran beteiligten Proteine und Sequenzen
- Chi-Sequenz -> Regt Rekombination in seiner Umgebung an
- 5´ GCTGGTGG 3´
- Endonuklease, ATPase und Helikase
Mikrobiologie - Bio IV
Nennen Sie vier wichtige Funktionen der DNA-Rekombination der Zellen
- Genom-Integrität -> DNA-Reparatur
- Genom-Plastizität -> lateraler Gentransfer
- korrekte DNA-Replikation -> Auflösung von blockierten Replikationsgabeln
- Genom-Umlagerungen -> Inversionen
- Anwendung in Gentechnik -> Herstellung von knockouts
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