Do VL 4 - 6 Flashcards

(37 cards)

1
Q

Rekombinante DNA!

A

neues DNA-Molekül, dass durch Kombination von 2 nicht-homologen DNA-Fragmenten entstanden ist!

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2
Q

Gentechnisch veränderter Org. (GVO)!

A

Org., der DNA-Seq eines anderen Org enthält und nicht durch Kreuzung hergestellt wurde!

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3
Q

Isolierung genomischer DNA!

A

Anwendung!
- Ausgangmaterial für viele gen. Verfahren: Klonieren, Southern Blot, PCR!

DNA —> sehr labil bzgl pH, Temp!
Isolierung nur von Bruchstücken!
Extraktion unter milden Bedingungen (Gewebe homogenisieren, ionische Detergenzien)!
Anwesenheit eines Komplexbildners (EDTA) zur Komplexierung von Mg2+ und Mn2+ - Kofaktoren für DNAsen!
Proteine durch Proteolyse abbauen oder Phenol/Chloroformextraktion!
Alk-Fällung und Lagerung in TE (10mM Tris), 1mM EDTA!

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4
Q

DNA-Gelektrophorese

A

Trennung über Agarose-Gel!

je größer, destro weniger weit laufen DNA-Fragmente!

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5
Q

PCR

A

Amplifikation eines best. DNA-Bereichs, der durch 2 Oligonukleotide begrenzt wird!
• Taq-Pol:! 1000bp/min!
!• Taq synthetisiert von Primer an neuen Strang!

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6
Q

Markierung von DNA

A

Anwendung Markierung für Hybridisierungsexp.! • Methode:! ! Einbau markierter Basenanaloga!
- -
Nick Translation!
! > durch DNAse1 werden Teilstücke entfernt und DNA-pol1 fügt nt (markierte) ein! Random Priming!
! > DNA denaturieren!
! > Primer binden!
! > DNA-Pol1 synthetisiert neuen Strang
Isolierung mRNA und cDNA-Synthese!
• Markierungen:!
- radioaktive Isotope (32P, 14C…)!
- nt, die modifiziert sind und von spez. Antikörper erkannt werden!
- nt, deren Basen mit Makromolekülen gekoppelt sind und die immunologisch nachgewiesen
werden!
- nt, die über eine Komplexbildung mit anderen Makromolekülen den Nachweis erlauben!

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7
Q

Isolierung mRNA und cDNA-Synthese!

A

cDNA als Ausgangsmaterial für viele Exp.!
• Methode:! Aufreinigung von mRNA!
• Problem:! RNA ist sensitiv für RNAsen, diese benötigen kein Mg2+ als Kofaktor!
• Vorgehen:! Inaktivierung von Proteinen (+RNAsen) mit DEPC (Diethylpyrocarbonat)! • Aufreinigung von mRNA aus RNA-Gemisch durch poly-dT-Oligo !
—> da polyA-Schwanz bei mRNA, fischt polyT-Oligo (Primer) diese raus! • Umschreiben von mRNA in DNA mit reverser Transkritpase!
=> cDNA ohne Introns!

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8
Q

DNA-Klonierung

A

Ziel:! Einführen eines DNA-Abschnitts in ein geeignetes Vehikel (Vektor)!
• Werkzeuge:!
1. Restriktionsenzyme!
- Enzyme, die DNA an einer def. Seq. schneiden!
2. Vektoren!
- Vehikel, mit dessen Hilfe DNA in Wirtszelle eingebracht werden kann!

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9
Q

Restiktionsenzyme

I. Klasse!

A

Erkennungsseq. 15bp!
• nur ersten und letzen 3 wichtig!
• spaltet unspizifisch ca 1000bp in 3’ Richtung!

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10
Q

Restiktionsenzyme

II. Klasse!

A

schneiden innerhalb der E-Seq!
• E-Seq ist palendromisch (von vorn oder hinten lesbar (gleich))! • Länge palindromischen Seq oft 4, 6 bzw 8 Basen!
• schneidet oft zwischen den gleichen Basen !
! —> Überhang (3’ oder 5’-Überhänge, je nach Enzym versch.) —> sticky ends! !
5’—G|AATTC—3’!
! 3’—CTTAA|G—5’!
• einige schneiden auch ohne Überhänge —> blunt ends!

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11
Q

Restiktionsenzyme

III. Klasse

A

• schneidet in def. Abstand zur Erkennungsseq!

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12
Q

Vektoren Eigenschaften!

A

Aufnahme fremder DNA!
• autonome Vermehrung in Wirtszelle!
• Selektion von Wirtszelle mit Vektor oft durch Antibiotikum-Resistenzgen! • Bsp:! Plasmide, Bakteriophagen!
• je nach DNA-Sample-Größe gewählt!

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13
Q

Plasmide!

A
  • Replikationsursprung!
  • Resistenzgen!
  • Multiple Cloning Site (Polylinker, MCS)—> dort wird Wunsch-DNA einkloniert
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14
Q

Gerichtete Klonierung

A

Vektor und Insert werden mit 2 unterschiedl. Restriktionsenzymen behandelt bzw linearisiert!

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15
Q

ungerichtete Klonierung

A

beide mit einem behandelt!
• beiden Enden des Inserts sind zu beiden Enden des Vektors Kompatibel!
! —> Gen kann „falsch rum“ eingelagert wird nach zB TTA— oder —ATT! !

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16
Q

Screening von Genbanken!

A

Isolierung eines vollst. Gens; cDNA; genom. DNA; Gens aus einem Org.; Gens oder einer cDNA aufgrund einer Proteinsequenzierung!

17
Q

Hybridisierung mit einer markierten Sonden!

A

einzelsträngige Nukleinsäuren —> doppelsträngig! ! DNA—DNA; DNA—RNA!

18
Q

Ziel genetischer Analyse

A

Fkt der Proteine !

!• wissen welche Gene an biol. Prozess beteiligt sind!

19
Q

Forward Genetics!

A

Prozess—Mutagenese—> Phänotyp —> Gen —> Protein!
- beliebiger biol. Prozess zB Fellfarbe Mäuse (wie entsteht sie?) [oder Hefe die nicht
mehr Lysin produzieren kann]!
- man überlegt sich einen Mutanten-Phänotyp zu dem untersuchenden Prozess!
- zB normal Schwarz — Mutante Grün!
- WT nehmen und durch Zufallsmutegenese mutieren lassen und den gewollten
Mutanten-Phänotyp herausfiltern!
- dann schauen, welches Gen mutiert ist und draus rückschließen, welches Protein
für die Ausprägung des WT-Phänotyps verantwortlich ist!

20
Q

Ziel Forward Genetics

A

möglichst alle Gene innerhalb eines Prozesses zu identifizieren!

21
Q

Probleme Forward Genetics

A

Gene unterschiedlich groß —> lange Gene besitzen höhere Wahrscheinlichkeit zu mutieren als kleinere (sind leichter mutierbar)! Pleiotropie — Mutation eines Genes gibt nicht nur einen sondern mehrere Phänotypen !
zB Fellfarbe: Gen für Fellfarbe besitzt auch andere Ph. (bspw. letal ! ! für Embryo —> Mutante nicht isolierbar)!

22
Q

• Mutagenese

A

eine gerichtete Mutation! Population von mutierten Org! Suche nach Phänotyp der Wahl!
a) genetische Selektion !— nur gewollte können überleben/wachsen!
b) genetischen Screen! — alle Mutanten wachsen; man muss alle überprüfen,
! ! ! ! welche gewünschten Ph. besitzen!

23
Q

reverse genetics

A

Prozess —> biochem. Assey —> Protein —> Gen —> Phänotyp (welchen Ph. bekomme ich, wenn ich Gen mutiere)!
ich suche best. Enzym über biochem. Ansatz (Assey)!
- bsp enzymatischen Assey!
- A—> B wird umgesetzt!
- wird so lange aufgereinigt (biochem.) (bzgl. der Aktivität die einen interessiert) bis
(im besten Fall) nur noch 1 Protein vorhanden ist!
- aus Aktivität des Protein kann man auf das Gen rückschließen!
umgekehrt, da man vom Gen auf Ph schließt!

24
Q

Methoden reverse genetics

A

Methoden!
(a) Gen-Knockout!
- Gen wird durch homologes Marker-Gen am linearen DNA-Molekül ausgetauscht, welches jedoch nicht kodierend ist!
- wenn Ph. den man dann erhält nicht zum Prozess passt (also zB trd AS-Seq. erhalten werden —> doof)!
Biosynthese!
(b) Zielgerichtete Mutagenese! (c) Genome Editing
(d) RNA-Interferenz!
(e) chemical Genetics/Genomics
- chem. Inhibitor der Aktivität eines best. Proteins!
- Genomics— Deletionsmutanten (Gen knockout) werden auf Supersensitivität
bzgl chem. Inhibitor untersucht!

25
Southern Blotting!
DNA-Detektierung mH einer DNA-Sonde! • Schritte! 1. Restriktionsverdau von DNA! 2. Auftragung auf Gel! 3. transfer der DNA aus Gel auf Membran (feste Unterlage)! - da Membran physikalisch stabiler ist als Gel! - zB Nylonmembran; Nitrocellulose! - zeigt auf Membran, wie DNA vorher im Gel gelaufen ist! 4. Hybridisierung mit markierter Sonde! - 2 Komplementäre Einzelstränge! - zum Finden des Gens, welches mich interessiert! - die Sonde gibt man in Lösung (vorher ssDNA durch Erhitzen)! - Lösung wird durch Gel+Membran gezogen —> DNA wird auf Membran übertragen! - dort wo komplementäre Stränge sind im Gel, werden diese hybridiesiert und es gibt markierte Stellen in Membran! - Sonde ist radiomarkiert zB 32P! 5. Autoradiogramm —> schwärzen eines radio-Films an Stellen mit Sonde!
26
Northern Blotting
Ergänzung zum Southern Blotting! • RNA-Detektion mit DNA/RNA-Sonden! • äquivalent zu Southern! !• Anzahl der überprüfbaren Proben abh. von Gel-Größe!
27
Western Blotting
Protein-Detektion mit Antikörper(-Sonde)! !• Protein-Gel; ähnlich Southern!
28
OMICS Technologie Microarray!
Sonde befestigen auf Unterlage; Probe fest! • Sonde mit kleinen „Pünktchen“ auf Objektträger (=Chip)! - man kann viele Sonden auf kleinen Raum aufbringen und Probe auf versch. Gene prüfen! - RNA wird reverse transkribiert —> DNA die man testet! • DNA wird in Probe fluoreszenzmarkiert! - wenn DNA für Sonde in Probe, fluoresziert Sonden-Punktchen! • Gesamt-RNA —> cDNA —> Markierung —> Hybridisierung auf Chip! • Signalintensität korreliert mit cDNA-Menge im Gemisch (Probe)! • funktioniert auch mit mehreren Proben! —> verschiedene Fluoreszenzmarker! • Sonden:! - Oligonukleotide —> leicht synthetisierbar! - werden zT gleich auf Chip synthetisiert —> printing!
29
OMICS Technologie • Tiling-Array!
- Abfolge von Nukleotiden —> Oligonukleotide überlappen partiell und decken so Gen ab! ! • Anwendung! - Nukleotidpolymorphismus feststellen ! • Problem:! - Begrenzt durch spezifische Auftragung auf Array —> andere DNA hybridisiert nicht! - man muss Gene kennen!
30
OMICS Technologie Next-Generation-Sequenzierung!
Sanger-Sequenzierung (klassisch)! - Didesoxy-Nukleotid-Sequenzierung; Kettenabbruchmethode! - man gibt Nukleotide hinzu, die kein 3OH Ende haben ! ! —> wenn diese eingebaut werden, kann Pol nicht weiter Nt anhängen! ! - - - - ! => Kettenabbruch! man erhält unterschiedl. lange Fragmente! Didesoxy-Adenin (Abbruch direkt bei Adenin); Didesoxy-T/C/G..! Auftragung auf Gel ! mit allen Basen komplette Sequenzierung!
31
Next-Generation-Sequenzierung: | Illumina-Sequenzierung!
Schritte! 1. an DNA-Probe bindet man Linker-Seq.! 2. Probe wird auf Cluster gegeben! 3. Linker binden an Cluster-Linker! 4. Polymerase transkribiert —> viele Millionen Kopien! 5. Hinzugeben von markierten Nukleotiden, welche fluoreszieren, wenn sie gebunden werden! • Anwendung! - Transkriptions-Squenzierung! - RNA-Sequenzierung! - WGS! - Cancer genomics! - Mikrobiom (zB der Hautfauna, man sequenziert alles)! - Single cell transcriptomics!
32
ProteOMICS
nicht nur ein Protein identifizieren! | !• sondern effiziente Methode um viele Proteine in einem Gemisch zu erkennen!
33
ProteOMICS | Massenspektometrie (MS)!
Identifizierung eines Peptids anhand der Masse! • man kann nur Stücke, keine ganzen Proteine identifizieren! ! => Fragmentierung des Proteins! Verfahren! A. MALDI=matrixassistedlaserdesorptionionization! B. ESI=elektro-spray-ioniz.! LC-MS = Liquid-Chromatographie-MS! ! > Massen werden sauberer, wenn man nur von einem Peptid bestimmt! ! ! als das ganze Gemisch zu bestimmen! man erhält Peaks! vergleich mit Datenbank! de-novo-Sequenzierung möglich! ! > man beschießt Peptid mit Partikeln —> Peptid bricht (vorwiegend am Rückrad) ! - proteolyt. Verdau via Trypsin! • MS der Fragmente! • Fragmente unterschiedliche Massen—> aus Diff erhält man Masse des Peptids/Proteins! !• Vergleich von versch. Proben schwer!
34
ProteOMICS | SILAC (Erweiterung der MS)!
• stable Isotope labeling with AS in cel culture! • AS sind mit schweren Isotopen (zB 13C) (Eigenschaften nicht beeinflusst) markiert! - charakteristische Massendifferenz zw schweren und normalen Peptiden (kann man wegrechnen)! • eine Probe mit Isotop markiert, andere normal! • eine wird gestresst, andere nicht! • dann zusammenbringen! - —> Vergleich des Massendifferenz best. Peptide per MS und gucken inwieweit sich Massenverhältnis geändert hat!
35
ProteOMICS | funktionelle Genomik
!• Bestimmung der Funktion von bestimmten Genen!
36
ProteOMICS | Enhancer trap:!
P-Element (Transposon) aus Drosophila in dem lacZ inseriert ist, in der Nähe der inverted repeats! • dann Transposition dieses Transposons in der Drosophila, vll springt es dann in der Nähe eines Enhancers, eventueller knock out —> lacZ wird expressioniert —> dann screent man die Probe auf lacZ!
37
ProteOMICS | Gal4 / UAS-System
man kann die Expression eines Enhacers/Promotors betrachten! • Gal4 Transkriptionsfaktor! • UAS Upstram activating sequence! • Gal4 funktioniert in vielen verschiedenen Organismen! ! ! ! ! VL 7 — Genome Editing! ! ! —> dadurch ein Gewebe markieren! —> und gewebespezifische Knock-outs