Funktionelle Genomforschung an der Universität Greifswald

Karteikarten und Zusammenfassungen für Funktionelle Genomforschung im Biologie Studiengang an der Universität Greifswald in Greifswald

CitySTADT: Greifswald

CountryLAND: Deutschland

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Skizzieren sie den prinzipiellen Arbeitsablauf für eine gelbasierte Proteomanalyse!

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Skizzieren sie den prinzipiellen Arbeitsablauf für eine gelfreie Proteomanalyse!

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Sequenzierungsansätze der dritten Generation erlauben die Sequenzierung einzelner DNA/RNA Moleküle in Mengen von bis zu mehreren Kilobasen. Welche Vorteile bieten diese Ansätze?

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Skizzieren sie eine Methode zur globalen Analyse von Protein-Protein-Interaktionen!

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Stellen sie Vor- und Nachteile von Transkriptom bzw. Proteomanalysen vergleichend gegenüber! Nennen sie jeweils einen Vor- und Nachteil

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Warum werden bei GWA große Zahlen von Probanden/Patienten benötigt, um die Effekte einzelner Loci auf Erkrankungen oder Phänotypen zu bestimmen?

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Warum werden bei GWAs die Assoziationen zwischen SNP und Phänotypen nur als signifikant betrachtet wenn ein p-Wert kleiner 5*10-8 erreicht wird?

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Nennen sie 2 Beispiele für epigenetische Veränderungen

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Was bedeutet der Begriff Kopplungsungleichgewicht im Kontext von Genomweite Assoziationsstudien (GWA)?

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Welche Vorteil bietet beim next-Generation Sequencing die Verwendung der ''paired end''-Methode gegenüber dem normalen Ansatz?

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Wie könnte man den Einfluss des Darmmikrobioms auf den Phänotyp des Wirts untersuchen? Entwerfe einen experimentellen Ansatz!

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Was versteht man unter orthologen Genen?

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Funktionelle Genomforschung

Skizzieren sie den prinzipiellen Arbeitsablauf für eine gelbasierte Proteomanalyse!

-Probe aus Experiment gewonnen

-Zellaufschluss und Proteinextraktion

-Auftragung auf Gele

-Bildanalyse

-Prozessierung der Spots, Verdau

-Massenspektrometrie

-Datensuche zur Spotidentifizierung

Funktionelle Genomforschung

Skizzieren sie den prinzipiellen Arbeitsablauf für eine gelfreie Proteomanalyse!

-Probenaufreinigung

-Proteinverdau durch Enzyme

-Vorfraktionierung durch MDLC (multidimensionale flüssig Chromatographie)

-massenspektometrische Analyse

-Identifikation der Proteine, z.B. aus Datenbanken

-Quantifizierung via MS/MS

Funktionelle Genomforschung

Sequenzierungsansätze der dritten Generation erlauben die Sequenzierung einzelner DNA/RNA Moleküle in Mengen von bis zu mehreren Kilobasen. Welche Vorteile bieten diese Ansätze?

-Sequenzierung einzelner Moleküle ohne vorherige Amplifikation der DNA

-wenn Einzelmolekül cirkulär legiert wird, kann die Polymerase mehrere Synthese-Runden laufen, um so Fehlern vorzubeugen

-hohe Leselänge mit ca. 2000 bp

Workflow

-In eine Nanokammer ist eine Polymerase verankert

-In der Lösung sind die 4 Nukleotide

-die Messung erfolgt durch an den Nukleotiden befestigten Fluophore, welche bei dem Einbau der Nukleotide durch die Polymerase freigesetzt werden und einen kurzen schwachen Lichtimpuls aussenden

Funktionelle Genomforschung

Skizzieren sie eine Methode zur globalen Analyse von Protein-Protein-Interaktionen!

– FRET (Förster Resonanz Energie Transfer)

Im Rahmen des FRET wird die Energie eins angeregten Donor-Farbstoffes, welcher an einem Protein lokalisiert ist, auf einen zweiten Akzeptor-Farbstoff auf einem anderen Protein übertragen. Dabei wird die Energie Strahlungsfrei ausgetauscht (man sieht nur einen Farbstoff leuchten, nicht beide bei Energieübertragung), wenn die beiden Proteine miteinander Interagieren, da nur so der Abstand gering genug ist, dass die Energie übertragen werden kann. (weniger Nanometer)

Funktionelle Genomforschung

Stellen sie Vor- und Nachteile von Transkriptom bzw. Proteomanalysen vergleichend gegenüber! Nennen sie jeweils einen Vor- und Nachteil

Transkriptom:

+hohe Sensitivität

+hohe Durchsatzrate

+nahezu komplette Abdeckung

-keine Informationen über:

-Lokalisation der Genprodukte Innerhalb der Zelle

-Post Translationale Modifikationen

-Protein-Protein-interaktionen

Proteom:

+Ermittlung post-translationaler Modifizierungen

+Ermittlung welche Proteine produziert werden
-geringere Sensitivität (Proteine mit hoher Konzentration verfälschen Proteine mit niedriger Konzentration)

Funktionelle Genomforschung

Warum werden bei GWA große Zahlen von Probanden/Patienten benötigt, um die Effekte einzelner Loci auf Erkrankungen oder Phänotypen zu bestimmen?

Bei komplexen Merkmalen sind die Effektgrößen einzelner assoziierter genetischer Varianten in der Regen eher gering. Um diese kleinen Effekte zu detektieren sind große Populationen essentiell. Dieses wird vor allem durch Metaanalysen erreicht.

Funktionelle Genomforschung

Warum werden bei GWAs die Assoziationen zwischen SNP und Phänotypen nur als signifikant betrachtet wenn ein p-Wert kleiner 5*10-8 erreicht wird?

– kleiner p-Wert entspricht statistischer Signifikanz

– Effektstärke bei häufig vorkommenden Allelfrequenzen kann zu hoch sein

– Effektstärke bei selten vorkommenden Allelfrequenzen kann zu klein sein

– zu geringer Stichprobenumfang für Signifikanz

Funktionelle Genomforschung

Nennen sie 2 Beispiele für epigenetische Veränderungen

– Methylierungen von Cytosinen

– Citrullierung von Histonen

– nicht codierte RNAs

Funktionelle Genomforschung

Was bedeutet der Begriff Kopplungsungleichgewicht im Kontext von Genomweite Assoziationsstudien (GWA)?

– sind 2 Allele in einer Population an 2 oder mehrere Genorten häufiger oder weniger häufig verknüpft als nach ihren individuellen /(Allel-) Frequenzen zu erwarten, dann befinden sie sich im Kopplungsungleichgewicht (LD)

– Unter LD versteht man eine Assoziation bestimmter Varianten benachbarter Genorte oder genetischer Marker (auf einem einzelnen Genom)

– identische SNP-Anordnungen

Funktionelle Genomforschung

Welche Vorteil bietet beim next-Generation Sequencing die Verwendung der ''paired end''-Methode gegenüber dem normalen Ansatz?

– trotz kurzer DNA-Fragmente sind DNA-repeats lesbar

– Homopolymere stellen bei Sequenzierungen kein Problem dar, weil Einzelstränge synthetisiert wurden

– beide Enden können sequenziert werden

– effiziente DNA-Nutzung

– keine Methylierung oder Restriktionsverdau der DNA erforderlich

– erkennt Insertion, Inversion und Deletion

– Länge von repetetiven Sequenzen abschätzbar

Funktionelle Genomforschung

Wie könnte man den Einfluss des Darmmikrobioms auf den Phänotyp des Wirts untersuchen? Entwerfe einen experimentellen Ansatz!

-Untersuchung Assoziation des Darmmikrobioms mit Übergewicht

-Studie: 12 übergewichtige Probanden erhalten entweder Fett- oder Kohlenhydratdiät; dabei Bestimmung der Zusammensetzung des Darmmikrobioms

-Zusammensetzung ändert sich: bei Übergewichtigen vor allem Firmicutis Arten
-> nach einem Jahr Diät entspricht das Mikrobiom fast dem eines Normalgewichtigen => Änderung korelliert mit Gewichtsreduktion

Funktionelle Genomforschung

Was versteht man unter orthologen Genen?

– kommen im Genom unterschiedlicher Arten vor, codieren aber Proteine mit ähnlichen Funktionen

-Gene, deren Divergenz auf Artbildungsereignisse zurückzuführen ist

Gradient

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