Mutationen 1 Genmutationen

Question 1

Wie oft kommt es zu einer Mutation in DNA?

Answer 1

-1 Mutation pro 10^8 Nukleotide pro Generation

Question 2

Welche generellen Arten von Mutationen gibt es und was sind die Ursachen

Answer 2

• Genmutationen
• Chromosomenmutationen
• Genommutationen

Ursache:

• spontan
• induziert

Question 3

Was ist eine stumme, Nonsense und Missense Mutation?

Answer 3

• stumme: Mutation, die sich nicht auf die Aminosäuresequenz des zu codierenden Proteins auswirkt
• nonsense: aus einem Aminosäurecodon wird ein Stoppcodon
• missense: codiert für andere Aminosäure

Question 4

Wann handelt es sich bei einer Punktmutation um eine Transition und wann um eine Transversion?

Answer 4

• Transition:Purin zu Purin oder Pyrimidin zu Pyrimidin

- Transversion: Pyrimidin zu Purin oder andersrum

Question 5

Was ist eine Rasterschubmutation?

Answer 5

• entsteht bei einer Deletion/Addition einer Base

- open reading frame kann zerstört werden

Question 6

Wann spricht man von einer Reversion?

Answer 6

-eine Punktmutation kann revertieren, d.h. durch ein zweites Mutationsereignis rückgängig gemacht werden

Question 7

Wann spricht man von einer Supressormutation?

Answer 7

• wenn Nonsense Mutation von tRNA gebunden wird, die eine Mutation im Anticodon hat
• son wird ein mutiertes Stoppcodon als Aminosäure gelesen

Question 8

Was war das Luria/Dellbrück Experiment?Was wurde herausgefunden?

Answer 8

• haben mehrere Kulturen Bakterien eine definierte ANzahl von Teilungen durchgehen lassen
• Stress wurde durch Inkubation mit Phagen induziert
• bei gerichteter Mutation gleichviele resistente Nachkommen
• Ergebnis war, dass hohe Varianz an Resisten Organismen zwischen Zellkulturen auftritt->ungerichtete Mutation

Question 9

Was bedeutet dass Mutationen ungerichtet sind?

Answer 9

• eine Vererbung erworbener Eigenschaften ist nicht möglich

- die Selektion begünstigt Mutanten, die unter gegebenen Umweltbedingungen einen Vorteil gegenüber dem Wildtyp haben

Question 10

Wo müssen Mutationen bei Tieren geschehen, damit sie weitervererbt werden können?

Answer 10

• in der Keimbahn

- somatische Mutationen werden nicht weitervererbt

Question 11

Wie lassen sich Mutationen im Hinblick auf die Selektion unterscheiden?

Answer 11

• negative Mutanten->geringere oder keine Enzymaktivität(durch missense oder nonsense)
• neutrale Mutante->gleiche Enzymaktivität(durch stumme Mutation)
• positive Mutation->erhöht ENzymaktivität

Question 12

Wie entstehen Mutationen?(4 Beispiele nennen)

Answer 12

spontan:

• Replikationsfehler
• Reperaturfehler
• Radikale
• Transposition
• hydrolytische Desamininieung von 5-Methylcytosin zu Thymin
• Tautomerverschiebung

induziert:
-durch physikalische und chemische Mutagene

Question 13

Was ist eine Tautomerverschiebeung und wie kann sie zu Mutationen führen?

Answer 13

• Basen können in andere Form kurzzeitig übergehen
  z. B. Thymin normal in keto-form kann in enol-form übergehen->kann nun mit Guanin paaren
• kann bei DNA-Replikation zu einer Mutation führen, wenn Tautomer als andere Base gelesen wird

Question 14

Was ist eine Desaminierung?Wie kann sie bei Cytosin zu einer Depyrimidierung führen?

Answer 14

1.Hydrolyse der exocyclischen Aminogruppe macht Cytosin zu Uracil
(entsteht spontan oder durch Nitrit,Nitrat oder salpetrige Säure)
2.Entfernug durch Uracil-DNA Glykosylase
->freie Stelle
muss repariert werden

Question 15

Warum sind CpG-Inseln Hotspots für Muationen

Answer 15

• C-reiche Sequenzen auf Promotoren, werden methyliert um Promotor auszuschalten
• > 5-Methylcytosin
• bei Deaminierung von 5-Metylcytosin entsteht Thymin
• Thymin kann nicht als falsche Base erkannt werden
• kann nach Replikation zu einer T-A Punktmutation führen

Question 16

Was ist eine Depurinierung?

Answer 16

• glykosidische Bindung zwischen Base und Zucker ist labil
• kann Hydrolysiert werden
• > apurinische Stelle ohne Information
• kann bei Replikation zu Mutation führen
• > an AP-Stellen werden gegenüber informationslosen Stellen bevorzugt Adenin-Nukleotide eingebaut

Question 17

Wie können durch Oxidation Mutationen entstehen?

Answer 17

• Angriff der Doppelbindungen durch reaktive Sauerstoffspezies(02-,-OH,Wasserstoffperoxid)
• verursacht Punktmutationen oder kann Repliaktion blockieren

Question 18

Wie kann man die Mutagenität einer Substanz ermitteln?

Answer 18

• Ames Test
• Salmonellen Stamm, der Histidin auxotroph ist und keine DNA-Reparatur durchführen kann
• wird inkubiert mit mutagener Substanz(oder Leberextrakt der mutagene Substanz enthält)
• werden auf Medium ohne Histidin platziert
• > Zählung Revertanten

Question 19

Wozu kann Uv-Strahlung bei DNA führen?

Answer 19

-Pyrimidindimere(vorallem bei zwei benachbarten Thymin-Nukleotiden)

Question 20

Wozu kann ionisierende Strahlung führen?

Answer 20

• Doppelstrangbrüche

- Einzelstrangbrüche

Question 21

Welche 3 Arten von Gegenmaßnahmen gibt es gegen DNA-Schäden?

Answer 21

-Passiv(Schutz)

Aktiv(Reparatur)

• direkte Eliminierung(Photoreaktivierung,Dealkylierung)
• Herausschneiden des Schadens
• Rekombination(Verpflanzung eines intakten Bereichs)

Toleranz(Aufschub der Reparatur auf später)
-Expression von Rettungssystemen, die die DNA-Integrität wiederherstellen, aber Mutationen zurücklassen

Question 22

Was sind passive Schutzmechanismen vor DNA-Schäden?

Answer 22

-Haut/Pigmente
-Radikalfänger z.B. Vitamin C
-Enzyme, die reaktive Sauerstoffspezies abbauen
-Redoxpuffer
-räumliche Trennung:
DNA im Zellkern
-reaktiver Sauerstoff in Mitochondrien und Peroxisomen

Question 23

Wie werden Alkylierungen von Basen entfernt?

Answer 23

-durch Alkyltransferasen

Question 24

Was bedeutet MMR?was macht es?

Answer 24

• Mismatch repair
• scanning der neusynthetisierten DNA unmittelbar nach der Replikation und Erkennung von Mismatches durch MutS
• bei Mismatcherkennung ->Rekrutierung von MutL und MutH
• MutH(Endonuklease) entfernt Teil des Stranges mit Mismatch und neuer Strang durch DNA Pol synthetisiert

Question 25

Wie wird bei MMR neu synthetisierter STrang erkannt?

Answer 25

• direkt nach Relikation ist nur Template-strand methyliert durch dam-Methyltransferase
• MutH schneidet nur nicht-methylierten Strang

Question 26

Was ist BER?

Answer 26

• Basenexzisionsreperatur
  1. Überwachung des Genoms(Scanning) durch mutationsspezifischen Glykosylasen, die Basenschäden erkennen
  2. Erkennung und Prozessierung durch Herasudrehen(flip out) der beschädigten Base
  3. Hydrolyse der glykosidischen Bindung zwischen Base und Zucker->apurinische Stelle(AP-Stelle)
  4. Auffüllen und Ligation der AP-Stelle

Question 27

Was ist NER?

Answer 27

Nukleotid-Exzisionsreparatur

• erkennt Mutationen, die zur Verformung der Doppelhelixstruktur der DNA führen(z.B. Thymidin-Dimere)
• schneidet beidseitig der Läsion und entfernt ein kurzes Stück DNA
• wird von DNA-Pol und Ligase ersetzt
• in E.Coli uvrABCD

Question 28

Wie kommt es zu Xeroderma pigmentosum?

Answer 28

• autosomal rezessive Mutation im NER-System
• Patienten extrem sensitiv gegen Sonnenlicht
• > Hautkrebs

Question 29

Wie wird ein Doppelstrangbruch repariert?

Answer 29

-non homologous end-joining:
gebrochene DNA-Stränge werden ohne weiters zusammengebracht-> oft gehen Nukleotide verloren

-homologous endjoining:
verloren gegangene Abschnitte werden vom homologen Chromosom kopiert und füllen die entstandene Lücke

Crispr Cas-System nutzt dieses System um Donor-DNA einzufügen