DNA-Replikation, Mutationen, Gentransfer und Evolution des Genoms

Question 1

semikonservative Replikation

Answer 1

die Tochterstränge bestehen jeweils aus einem Elternstrang und einem neuen Strang

Question 2

Was macht DNA-Polymerase III?

Answer 2

Replikation der chromosomalen DNA

Question 3

Was macht DNA-Polymerase I?

Answer 3

verknüpft 2 Fragmente auf dem Folgestrang

Question 4

Was machen alle anderen Polymerasen?

Answer 4

helfen bei der Reparatur

Question 5

Theta-Struktur

Answer 5

entsteht bei bidirektionaler Replikation (Replikationsgabell öffnet sich in beide RIchtungen gleichzeitig, beide Einzelstränge werden simultan repliziert, sodass zwei neue Plasmide entstehen

Question 6

Wieviele Replikationsurspünge haben Bakterien in der Regel?

Answer 6

einen (ein Bakterienchromosom)

Question 7

Wieviele Replikationsursprünge haben Archaeen?

Answer 7

einen oder mehrere oder Replikation ohne Ursprung

Question 8

Wie häufig treten Mutationen bei der DNA-Replikation spontan auf? Was bedeutet das auf einen Milliliter?

Answer 8

ca. alle 10^-10 Basenpaare in einer Replikationsrunde (deutlich häufiger als bei Eukaryoten)
- > eine Kultur mit 10^8 Bakterien pro mL hat mehrere Mutanten in jedem Milliliter

Question 9

Proofreading-Funktion der DNA-Polymerase III

Answer 9

3’-5’ Exonucleaseaktivität: kann fehlgepaartes Nucleotid mit ungewöhnlicher Wasserstoffbrücke erkennnen und entfernen/austauschen

Question 10

Mutation

Answer 10

erbliche Veränderung in der Basensequenz des Genoms eines Organismus

Question 11

Mutante

Answer 11

Organismus, dessen Genom eine Mutation trägt

Question 12

Missense-Mutation

Answer 12

Einzelbasensubstitution, bei denen das Codon eine andere Aminosäure codiert (fehlerhaftes Protein)

Question 13

Nonsense-Mutation

Answer 13

Stoppcodon entsteht: unvollständiges Protein

Question 14

Stille Mutation

Answer 14

gleiche AS wird codiert: normales Protein

Question 15

Rasterschübe

Answer 15

Insertion/Deletion von Basenpaar verschiebt das Leseraster

Question 16

Wie hat UV-Strahlung mutagene Wirkung?

Answer 16

Pyrimidine bilden Dimere über Cyclobutanring

Question 17

Transition

Answer 17

Purin für Purin ausgetauscht

Question 18

Transversion

Answer 18

Purin für Pyrimidin und vice versa ausgetauscht

Question 19

Wie wirkt ionisierende Strahlung auf die DNA?

Answer 19

Angriff freier Radikale auf die DNA -> brechen der Kette

Question 20

Nenne ein Nukleotidbasenanalog

Answer 20

5-Bromuracil kann mit Guanin eine Basenpaarung eingehen (Falschpaarung - ersetzt eigentlich Thymin)

Question 21

Ames-Test

Answer 21

Einschätzung der mutagenen Eigenschaften von Verbindungen, die durch die Leber prozessiert werden: Histidin-bedürftife Mutanten auf Histidin-armen Medium: sind Substanzen mutagen, können Rückmutationen für Histidin-Biosynthese entstehen, sodass dann mehr Bakterien wachsen
(Zusatz: Rattenleberhomogenat)

Question 22

Replikaplattierung

Answer 22

Abdruck der Platte auf Samt, Übertragung auf neues Medium: in Minimalmedium wachsen Mutanten, die auxotroph für bestimmte Nährstoffe sind, nicht

Question 23

Penicillinselektierungsmethode

Answer 23

in Zellsuspension wird Mutation ausgelöst, bei Wachstum in Komplettmedium kann sich ein Mutantenphänotyp ausprägen, in Penicillin überleben dann nur noch resistente Mutanten

Question 24

Fehlerfreie DNA-Reparatursysteme: Photoreaktivierung

Answer 24

Pyrimidindimere werden erkannt, Cyclobutanring wird gespalten

Question 25

Fehlerfreie DNA-Reparatursysteme: Nucleotidexcision

Answer 25

helikale Destabiliesierung wird erkannt z.B. durch Pyrimidindimere: ein Bereich von Nukleotiden wird ausgeschnitten und durch Neusynthese ersetzt

Question 26

Fehleranfällige DNA-Reparatur

Answer 26

SOS System erkennt Brüche und behindert DNA-Replikation (es entstehen längere Einzelstrangbereiche), recA spaltet lexA-Repressor, sodass Gene für z.B. Polymerasen aktiviert werden und Kopienzahl steigt

Question 27

Methylabhängige Fehlpaarungsreparatur

Answer 27

nach Replikation ist DNA zuerst hemimethyliert, sodass MutHLS-System den neuen vom alten Strang unterscheiden und die richtige Base austauschen kann, dann methyliert Dam (DNA-Adenin-Methyltransferase) auch den neuen Strang

Question 28

Rekombinationsreparatur

Answer 28

Einzelstrangbruch durch Endonuclease (Nick): SSB-Protein (Einzelstrangbindeprotein) bindet, Strang wird mit anderem Strang ausgetauscht

Question 29

Transformation

Answer 29

Übertragung der genetischen Information über freie DNA

Question 30

Transduktion

Answer 30

Übertragung von Wirtsgenen von einer Zelle auf eine andere durch ein Virus

Question 31

Konjugation

Answer 31

Transfer von Genen von einer prokaryontischen Zelle auf eine andere durch einen Mechanismus, der direkten Zellkontakt beinhaltet

Question 32

Griffith-Experiment

Answer 32

S-Zellen (smooth) besitzen Kapsel und töten Mäuse, R-Zellen (rough) haben keine Kapsel und sind nicht pathogen -> abgetötete S-Zellen mit R-Zellen auch tödlich: Transformation der DNA für die Kapsel

Question 33

Kompetenz

Answer 33

Fähigkeit, DNA aufzunehmen und genetisch transformiert zu werden

Question 34

Wie können E.coli kompetent gemacht werden?

Answer 34

hohe Ca-Konzentrationen, danach wenige Minuten abkühlen

Question 35

Transponierbares Element

Answer 35

genetisches Element, das die Fähigkeit besitzt, sich von einer Stelle auf dem Chromosom zu einer anderen zu bewegen

Question 36

Insertionssequenz (IS)

Answer 36

die einfachste Form eines transponierbaren Elements, die nur Gene trägt, die an der Transposition mitwirken

Question 37

Transposon

Answer 37

Typ eines transponierbaren Elements, das außen den an der Transposition beteiligten Genen noch weitere trägt

Question 38

Transposition

Answer 38

- Transposase fügt an Zielsequenz einen versetzten Einzelstrangbruch ein, bindet an umgekehrte Sequenzwiederholungen an den Enden des transponierbaren Elements - Bindung an überhängenden Enden des versetzten Schnittes dupliziert Sequenzen (nach Replikation) - > jedes Mal, wenn das Element springt, entsteht in ZielDNA eine neue Duplikation

Question 39

replikative Transposition

Answer 39

das transponierbare Element wird kopiert, eine Kopie bleibt am Ursprungsort

Question 40

nicht-replikative Transposition

Answer 40

das transponierbare Element springt von einer Position zur nächsten

Question 41

Hfr-Zellen

Answer 41

hohe Frequenz der Rekombination: F+-Zellen, die ein in Chromosom integriertes F-Plasmid besitzen

Question 42

horizontaler Gentransfer

Answer 42

durch horzontalen Gentransfer werden auch Gene zwischen verschiedenen Spezies übertragen