7. Transkription an der Universität Innsbruck

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Beschreibe die strukturelle Genomik!

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Expression von pharmazeutisch wirksamen Proteinen in E.coli:

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Beschreibe die Epigenetik im Anwendungsbereich in der Krebsforschung!

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Beschreibe Epigenetik und den Schmerz!

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Beschreibe die klinische Relecanz in der Psychiatrie!

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Beschreibe die X-chromosomale Monosomie und wie es zum Turner Syndrom kommt!

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Generellen Aufbau von Transkriptionsfaktoren wissen:

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Beschreibe die Initation!

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Beschreibe kurz die Introns!

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Beschreibe die Prokaryotische Zelle!

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Beschreibe die Struktur eines Gen!

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Beschreibe die G-Bänderung!

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7. Transkription

Beschreibe die strukturelle Genomik!

  • Chromosomen (Genetische Karten, hochauflösend)
  • Lokalisierung von Genen auf Chromosomen.
  • Sequenzierung des Genoms
    –> Welche Gene liegen wo

7. Transkription

Expression von pharmazeutisch wirksamen Proteinen in E.coli:

  • In der Regel versucht man das System noch weiter zu optimieren. 
  • T7 Polymerase erkennt T7-Promotor. 
  • Lac Promotor taucht hier auf, warum? In der dichten Kultur wird relativ kurzen Zeit am Ende das Endprodukt hergestellt.

7. Transkription

Beschreibe die Epigenetik im Anwendungsbereich in der Krebsforschung!

  • Auch gesund Zelle und Krebszellen teilen dasselbe Genom, verhalten sich jedoch völlig unterschiedlich.
    -> Methylmarkierungen als Ursache für abweichende Entwicklung(?)
    ->Praktische Bedeutung: Epigenetische Markierungen sind chemische Markierungen. Chemische Markierungen lassen sich medikamentös beeinflussen.
  • Erste Studie, welche den direkten Einfluss der mütterlichen Ernährung auf die Entwicklung des Nachwuchses aufzeigt. 
  • Modifiziertes Agouti-Gen führt zu gelbe, übergewichtigen Mäusen = Erbkrankheit. 
  • Wurden Mausmüttern extrem Methylgruppen-reiches Futter gegeben (Vitaminzugabe)
    -> Nachwuchs von normaler Farbe und Gewicht. 
  • Das Agouti Gen wurde epigenetisch stillgelegt, seine Sequenz bleibt jedoch erhalten. 
  • Und die Nachkommen der normalen Maus werden dick und gelb, wenn sie kein Methylgruppen-reiches Futter bekommen.

7. Transkription

Beschreibe Epigenetik und den Schmerz!

  • Etwa 20% der erwachsenen Weltbevölkerung leidet an chronischen Schmerzen. 
  • Analgenetische Therapie häufig unzureichend und teilweise mit schweren Nebenwirkungen. 
  • Starke Einschränkungen der Lebensqualität begünstigen weitere Krankheiten. 
  • Epigenetische Mechanismen sind an der Genregulation bei Schmerzen beteiligt. 
  • Modulation dieser Mechanismen kann Schmerzreaktion beeinflussen. 
  • Hinweise auf Einfluss der Umwelt auf Genom von eineiigen Zwillinge durch unterschiedliche Methylierung/Acetylierung- Muster. –> Ungleiches Schmerzverhalten, verschiedene Krankheiten.

7. Transkription

Beschreibe die klinische Relecanz in der Psychiatrie!

  • Therapeutische Nutzung epigenetischer Modifikationen zur Vorhersage des Therapieansprechens.
  • Patienten mit Depressionen. 
  • Hypermethylierte Promotor für Wachstumsfaktor BDNF, niedriger BDNF-Spiegel als Ergebnis.
    ->Bei Ansprechen auf Antidepressiva-Therapie steigt BDNF-Spiegel an.
    ->Kein Ansprechen auf Antidepressiva-therapie ohne Anstieg von BDNF.
  • Erhöhtes Risiko für Non-Responders durch unmethylierte CpG Regionen an spezifischen Stellen -> Bei Respondern sind diese CpGs demthyliert.
  • Fehlregulationen bei der DNA-Methylierung werden ebenfalls mit Erkrankung assoziiert wie z.B.: Schizophrenie, Opioid Abhängigkeit.

7. Transkription

Beschreibe die X-chromosomale Monosomie und wie es zum Turner Syndrom kommt!

  • Viele Embryonen mit X-chromosomaler Monosomie sterben noch vor der Geburt (95-99%). 
  • Bei Überlebenden:
    Kleinwuchs, Unfruchtbarkeit, Organfehlbildung, Schwellungen an Händen und Füßen, breiter Nacken/Hals, flacher Brustkorb.
  • Das Turner-Syndrom ist der einzige Fall, der bei einer Unterzahl an Chromosomen eine Entwicklung zulässt. –>Fehler bei der Entwicklung durch fehlendes, zweites X-Chromosom.

7. Transkription

Generellen Aufbau von Transkriptionsfaktoren wissen:

  • 2 Einheiten. Eine aktivierende Domäne: sie kann mit generellen Transskriptionsfaktoren interagieren und dies führt zur Aktivierung, regelt die Aktionsleistung hoch. 
  • Protein-Protein-Interaktion (AD) auf die Transkriptionsmaschinerie einwirken.
  • Gibt noch Co-Aktivatoren, könnten die
    Domänen blockieren, verändern,,abschwächen,ect.
  • RNA Polymerase 2: orange sind identische Bereiche (identische AS und Seitenketten).
  • Genereller Aufbau ist trotzdem gegeben.
  • Ähnlich zwischen der Polymerase in den unterschiedlichen Systemen.

7. Transkription

Beschreibe die Initation!

  • geschlossener Komplex, erkennt den Promoter
  • Offener Komplex: Aufwindung wird erreicht, Sigma Faktor diffundiert ab, Promoter liegt frei -> Transkriptionsblase bindet sich.
    • Prokaryoten haben nur eine RNA Poylmerase
    • Transkription Start: +1 (meist nur eine Purin Base)

7. Transkription

Beschreibe kurz die Introns!

  • Hauptcharakteristikum von eukaryotischen Zellen
  • Nicht-kodierende Abschnitte der DNA innerhalb eines Gens
  •  Trennen benachbarte Exons
  •  Introns werden transkribiert, aber dann aus der prä-mRNA entfernt (Spleißen)
  • In der reifen mRNA verbleiben Teile des Gens = Exons

7. Transkription

Beschreibe die Prokaryotische Zelle!

  • KEIN Zellkern
  • Ein bakterielles Chromosom, welches nicht linear ist, sondern ringförmig.
  • Nicht nur chromosonaler Anteil, es gibt auch kleine Moleküle = Plasmide. 
  • Gene auf Plasmide und auf chromosomaler DNA. 
  • Plasmide sind eine geeignete Kommunikationsform für die Bakterien untereinander, damit sie Infos weiter geben können über horizontalem Gentransfer. 
  • Viele Nichtgene vorhanden.

7. Transkription

Beschreibe die Struktur eines Gen!

  • Nicht alles in der DNA ist ein Gen. 
  • MERKMAL von Genomen. Die Gene, die drinnen sind, muss man erst finden und identifizieren
  • Wesentliche Unterschiede in welchen Organismus wir reinschauen.
  • Wie sie verpackt sind und wo sie auftreten ist unterschiedlich.
  • Chromatin, dass im Zellkern versteckt ist, dort ist der Hauptanteil der genetischen Information verpackt. 
  • Gesamtgenom einer Zelle anschauen –> beachten welche Art es ist. 
  • Chromosnaler Anteil oder Mitochondriale Anteil, wo Gene versteckt sein können. 
  • Chloroplasten in den Pflanzenzellen. Evolutionär: ursprünglich waren diese Organellen eigenständig lebensfähig und dann wurden sie aufgenommen, deshalb haben sie eigenes genetisches Material
  • Sehr viele Nichtgene vorhanden.
  • DNA Region, die in eine funktionelle RNA umgeschrieben werden kann = Gen.

7. Transkription

Beschreibe die G-Bänderung!

G-Bänderung: entsteht durch spezielle Färbung mit Giemsa:

G-Banden (Giemsa): Gen-arm

R-Banden (revers): Gen-reich, GC-reich

  • Bänderung ist immer gleich, Färbung wird man bei selben Organismus immer sehen.
  • Identifizierung der Chromosomen möglich anhand Größe, Lage des Centromers, Bandenmuster. –> Karyogramm

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