Funktionelle Genomforschung an der Universität Greifswald

Karteikarten und Zusammenfassungen für Funktionelle Genomforschung an der Universität Greifswald

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Beispielhafte Karteikarten für Funktionelle Genomforschung an der Universität Greifswald auf StudySmarter:

Was versteht man unter paralogen Genen?

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Was versteht man unter orthologen Genen?

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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 Synthenie?

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

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Nennen sie 2 Beispiele für epigenetische Veränderungen

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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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Warum sind EWAs wesentlich komplizierter in der Durchführung und Auswertung als traditionelle GWAs?

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Wie können epigenetische Veränderungen analysiert werden? Beschreiben sie eine Methode!

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

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Beschreiben sie einen experimentellen Ansatz zur Analyse von Gewebeproben durch Massenspektrometrie basiertes Imaging und nennen sie 2 Vorteile des Verfahrens!

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Funktionelle Genomforschung

Was versteht man unter paralogen Genen?
-existieren auf demselben Genom, codieren aber Produkte mit unterschiedlichen Funktionen

-Entstehung durch Genduplikation

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

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 Synthenie?
Gemeinsamkeiten in der Reihenfolge von Genen oder Gensegmenten auf verschiedenen chromosomalen Abschnitten beim Vergleich zwischen den Genomen von zwei verschiedenen biologischen Arten (Maß für die genetische Verwandtschaft zweier Arten)

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

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

Nennen sie 2 Beispiele für epigenetische Veränderungen

- Methylierungen von Cytosinen

- Citrullierung von Histonen

- nicht codierte RNAs

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

Warum sind EWAs wesentlich komplizierter in der Durchführung und Auswertung als traditionelle GWAs?

- Große Variationen im Epigenom

- sehr viele Proben benötigt

- enorme Komplexizität

- Ausmaße der phänotypischen Variationen, welche einer individuellen epigenomischen Variation zuzuschreiben ist, ist nicht für jede komplexe Krankheit bekannt

- Epigenom von Zellen ist hoch dynamisch, kontrolliert durch ein komplexes Zusammenspiel von genetischen Faktoren und Umweltfaktoren

- Beziehungen schwer zu erkennen, da nicht klar, was Ursache oder Konsequenz ist

Funktionelle Genomforschung

Wie können epigenetische Veränderungen analysiert werden? Beschreiben sie eine Methode!

- Array-basierende Technologien (CHARM, Infinium)

- Technologien, die in Verbindung mit Array (chip) oder Sequenzierungen (seq) genutzt werden (HELP-, MethylCap-, MBD-, MeDIP-chip/seq)

- Sequenzierungsbasierte Technologie (Whole-genome BS-seq, RRBS)

Beispiel: Bisulfite sequencing von Cytosin

- bei der Behandlung von DNA mit Natriumhydrogensulfit (Bisulfit) wird nicht methyliertes Cytosin durch Sulfonierung, Deaminierung und Desulfonierung in ein Uracil umgewandelt.

- so kann man analysieren, welches CG-Dimer gar nicht, vollständig oder nur partiell methyliert ist

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

Beschreiben sie einen experimentellen Ansatz zur Analyse von Gewebeproben durch Massenspektrometrie basiertes Imaging und nennen sie 2 Vorteile des Verfahrens!

Analyse von Geweben, Organen oder komplexen biologischen Strukturen, wobei üblicherweise Gefriergewebe als Ausgangsmaterial genutzt wird. 5-10μm dicke Gewebsschnitte werden erstellt und auf einen leitenden Indium-Zinn-Oxid beschichteten Objektträger aufgebracht werden. Die Präparate werden anschließend in Ethanollösung mit absteigender Konzentration gewaschen. Nun wird die Matrix aufgebracht. Anschließend werden in ein MS gegeben und mit Hilfe eines Lasers Ionen erzeugt, welche separiert und detektiert werden. Jeder Koordinate auf dem Präparat wird einem Massenspektrum zugeordnet, welches zur Bilderzeugung dient.

Vorteile:

- Detektion unbekannter und unmarkierter Zielmoleküle möglich

- Integrität der Gewebe bleibt erhalten, weshalb eine Untersuchung der Gewebe in ihrer nativen Umgebung möglich ist (Analyse der Prozesse in-situ)

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