2.0 Molekulargenetik

Inhalt von "2.0 Molekulargenetik":

• 2.1 Aufbau und Struktur der DNA
  • 2.1.1 Primärstruktur der DNA
  • 2.1.2 Sekundärstruktur der DNA
  • 2.1.3 Tertiärstruktur der DNA
  • 2.1.4 Übergeordnete DNA-Strukturen
• 2.2 Grundlagen und Prokaryonten-Genetik
  • 2.2.1 Ablauf der Vererbung
    • 2.2.1.1 Übersicht
    • 2.2.1.2 Transkription der DNA
    • 2.2.1.3 Regulation der Genaktivität bei Bakterien
      • 2.2.1.3.1 Negative Kontrolle am Beispiel des lac-Operons von E. coli
  • 2.2.2 Der genetische Code
  • 2.2.3 Unterschiede zwischen DNA und RNA
  • 2.2.4 Die wichtigsten RNA-Sorten der Zelle
  • 2.2.5 Die Proteinbiosynthese (Translation)
    • 2.2.5.1 Allgemeines
    • 2.2.5.2 Initiation (Start) Der Proteinsynthese
      • 2.2.5.2.1 Aufbau der Ribosomenbindestelle
      • 2.2.5.2.2 Die Start-Aminosäure Methionin
    • 2.2.5.3 Elongation (Kettenverlängerung)
    • 2.2.5.4 Termination
    • 2.2.5.5 Posttranslationale Modifikationen
  • 2.2.6 Wobble im genetischen Code
  • 2.2.7 Regulierung der Genexpression bei Bakterien
    • 2.2.7.1 Regulation der Promotorstärke
    • 2.2.7.2 Regulation über den σ-Faktor
    • 2.2.7.3 Regulation des lac-Operons über den Operator
  • 2.2.8 Mutationen bei Bakterien
    • 2.2.8.1 Auswirkung von Mutationen
    • 2.2.8.2 Mutationsarten
    • 2.2.8.3 Mögliche Ursachen für Basenaustauschmutationen
      • 2.2.8.3.1 Tautomere Basen
      • 2.2.8.3.2 Spontane Desaminierungen
      • 2.2.8.3.3 Depurinierung und Depyrimidierung
    • 2.2.8.4 Auslösung von Mutationen durch Chemikalien
      • 2.2.8.4.1 Basenanaloge Verbindungen
      • 2.2.8.4.2 Desaminierende Chemikalien
      • 2.2.8.4.3 Alkylierende Verbindungen
      • 2.2.8.4.4 Nachweis mutagener Wirkung von Chemikalien mit dem AMES-Test (1975)
    • 2.2.8.5 Mutation von Bakterien durch UV-Strahlung
    • 2.2.8.6 Reversionen (Rückmutationen)
      • 2.2.8.6.1 Reversionen durch eine zweite Mutation im selben Gen
      • 2.2.8.6.2 Reversionen durch eine zweite Mutation in einem anderen Gen
  • 2.2.9 Replikation von Bakterien-DNA
    • 2.2.9.1 Die wichtigsten Replikationsproteine und ihre Besonderheiten
    • 2.2.9.2 Möglichkeiten der unidirektionalen Replikation
    • 2.2.9.3 Möglichkeiten der bidirektionalen Replikation
  • 2.2.10 Restriktions- und Modifikationssysteme (R/M-Systeme) bei Bakterien
    • 2.2.10.1 Mögliche Ursachen bei ausbleibender Restriktion der Fremd-DNA in Bakterien
    • 2.2.10.2 R/M-Systeme bei E. coli
    • 2.2.10.3 Die Typen der Restriktionsenzyme
• 2.3 Grundlagen der Gentechnik
  • 2.3.1 PCR (Polymerase-Kettenreaktion, polymerase chain reaction)
    • 2.3.1.1 Anwendung und Durchführung
    • 2.3.1.2 Nachweis der stark erhöhten Zahl der Fragmente mit dem gesuchten Gen
    • 2.3.1.3 Amplifikation der gesamten DNA
      • 2.3.1.3.1 Der genetische Fingerabdruck
  • 2.3.2 Grundprinzip der Genklonierung
    • 2.3.2.1 Bedeutung überstehender Enden
    • 2.3.2.2 Restriktionsanalyse mit Hilfe der Agarosegelelektrophorese
      • 2.3.2.2.1 Theorie zur Gelelektrophorese von DNA
      • 2.3.2.2.2 Auswertung
    • 2.3.2.3 Genklonierung mit E. coli
      • 2.3.2.3.1 Gewünschte Eigenschaften von Plasmidvektoren
      • 2.3.2.3.2 Eigenschaften der verwendeten Wirtszellen
      • 2.3.2.3.3 Vorgehensweise zur Selektion und Identifikation rekombinanter Kolonien
    • 2.3.2.4 Klonierung mit pUC-Plasmiden
      • 2.3.2.4.1 Test auf Lactose-Abbau
      • 2.3.2.4.2 Prinzip der Koloniefärbung bei Klonierung mit pUC-Plasmiden zur Identifizierung rekombinanter Kolonien
  • 2.3.3 Tricks in der Gentechnik
    • 2.3.3.1 Transformation - Methode zum Einschleusen gentechnisch veränderter DNA in Bakterien
      • 2.3.3.1.1 Wichtige Faktoren für erfolgreiche Transformation
      • 2.3.3.1.2 Form der aufgenommenen DNA
      • 2.3.3.1.3 Transformationsrate bei E. coli
      • 2.3.3.1.4 Suche nach dem richtigen Klon
    • 2.3.3.2 Hybridisierung mit einer Gensonde
      • 2.3.3.2.1 Prinzip der Hybridisierung
      • 2.3.3.2.2 Herstellung radioaktiv markierter Gensonden
      • 2.3.3.2.3 Nichtradioaktive DNA-Markierung (non radioactive labelling)
      • 2.3.3.2.4 Koloniehybridisierung
      • 2.3.3.2.5 Plasmidisolierung aus E. coli
    • 2.3.3.3 Southern Hybridisierung (blotting, transfer)
    • 2.3.3.4 Nachweis von Genen mit Hilfe der PCR
  • 2.3.4 DNA-Sequenzierung
    • 2.3.4.1 Kettenabbruch nach SANGER et al. (1977)
      • 2.3.4.1.1 Gewinnung von Einzelstrang und Primer
      • 2.3.4.1.2 Kettenabbruch durch Dideoxy-Nukleotide
    • 2.3.4.2 Sequencer
      • 2.3.4.2.1 Monofluorophores System
      • 2.3.4.2.2 Multifluorophores System
    • 2.3.4.3 Taq-Cycle-Sequenzierung
• 2.4 Eukaryonten-Genetik
  • 2.4.1 Aufbau und Funktion des eukaryontischen Operons
    • 2.4.1.1 Aufbau
    • 2.4.1.2 Gene
    • 2.4.1.3 RNA-Arten und RNA-Polymerasen
    • 2.4.1.4 Struktur der eukaryontischen Transkriptionseinheit (auf der DNA)
    • 2.4.1.5 Bedeutung der Introns
    • 2.4.1.6 mRNA-Reifung (Processing) im Zellkern
    • 2.4.1.7 Genregulation der Genaktivität bei Eukaryonten
  • 2.4.2 Klonierung von Eukaryontengenen in Bakterien