VL 8 Evolution von Genen und Genomen/ Evolution und Entwicklung (EvoDevo) Flashcards
Wie können Gene entstehen bzw. verloren gehen?
Durch Genduplikationen können Genfamilien entstehen. Genduplikate können neue Funktion evolvieren (Neofunktionalisierung).
Auch Exon-Shuffling (Neukombination von Exonen) und horizontale Gentransfer-Ereignisse können zur Entstehung neuer Gene führen.
Genduplikation= Eine Verdoppelung eines bestimmten Abschnitts eines Chromosoms.
Diese Art der Genmutation entsteht zum Beispiel durch ungleiches Crossing over entweder zwischen homologen Chromosomen oder zwischen Schwesterchromatiden.
Gendeletion ist in der Genetik eine Variante der Genmutation bzw. Chromosomenmutation, bei der eine Nukleotidsequenz oder ein Teil einer Nukleotidsequenz fehlt. Eine Deletion ist immer ein Verlust von genetischem Material.
Was sind Genfamilien?
Genfamilien entstehen im Laufe der Evolution durch Genduplikationen einer ursprünglich nur einmal vorhandenen Nucleotidsequenz. Danach können die duplizierten Sequenzen entweder in Form von Gen- Clustern zusammenbleiben oder sich durch Translokationsprozesse im Genom verteilen, so daß sie schließlich sogar auf verschiedenen Chromosomen lokalisiert sind. Diese Gene werden als Orthologe und Paraloge klassifiziert.
Was sind Orthologe/Paraloge?
Orthologe:
Homologe Gene am gleichen Locus
Paraloge:
Homologe Gene an verschiedenen Loci
Welchen Anteil haben proteinkodierende Gene ungefähr im menschlichen Genom? Woraus besteht das Genom hauptsächlich?
Proteinkodierende Gene (Coding exons) machen nur einen relativ kleinen Teil des menschlichen Genoms aus, schätzungsweise etwa 1-2% (ungefähr 20.000 Gene). Der größte Teil des Genoms besteht aus nicht-kodierenden Regionen, die regulatorische Elemente, introns, repetitive DNA-Sequenzen und nicht-codierende RNAs enthalten.
- Long interspersed nuclear elements (LINEs)
- Short interspersed nuclear elements (SINEs)
- Long terminal repeats (LTRs)
- DNA transposons
- Satellite repeats
Was ist serielle Homologie? Nennen Sie ein Beispiel.
Ähnlichkeiten biologischer Strukturen bei verschiedenen Lebewesen aufgrund von gemeinsamer
Abstammung z.B. Hand/Flügel/Pfote
Was sind cis/trans genregulatorische Element?
cis-Elemente: Silencer, Enhancer, Promoter
trans-Elemente: Transkriptionsfaktoren (TFs), binden an Enhancer und Promoter und initiieren/modulieren Genexpression
Trans-regulatorische Elemente (TRE) sind DNA-Sequenzen, die für vorgeschaltete Regulatoren codieren, die die Expression entfernter Gene modifizieren oder regulieren können. Sie interagieren mit cis-regulatorischen Elementen, um die Genexpression zu regulieren.
Ein cis-regulatorisches Element ist ein nicht-codierender Bereich des Erbguts. Oft enthält ein CRE Bindungsstellen für einen oder mehrere Transkriptionsfaktoren. Führen cis-Elemente darüber zu einer Hemmung der Transkription, werden sie als Silencer bezeichnet. Cis-Elemente, die zu einer Verstärkung der
Transkription führen und nicht Bestandteil von Promotoren sind, werden Enhancer genannt. -> befinden sich auf derselben DNA-Sequenz wie das Gen, das sie regulieren.
Was ist eine Reaktionsnorm?
Die Reaktionsnorm beschreibt die Änderung des Phänotyps in Abhängigkeit von der Umwelt -> Phänotypische Plastizität
Was versteht man unter GxE-Interaktion? Nennen Sie ein Beispiel?
Genotyp x Umwelt (GxE)-Interaktion: Genotypen mit unterschiedlicher Reaktionsnorm.
GxE-Interaktion (Gene–environment interaction) steht für die Wechselwirkung zwischen Genen (G) und Umweltfaktoren (E) in Bezug auf die Expression eines bestimmten Merkmals. Dies bedeutet, dass die Wirkung eines Gens auf einen Phänotyp von den Umweltbedingungen abhängen kann.
Beispiel: Green frog (Rana clamitans): GxE-Interaktion zwischen Berg- und Flachlandpopulationen. Beide
haben ähnliche Temperaturoptima, aber Frösche aus Bergpopulationen wachsen bei tieferen Temperatur
schneller, solche aus Flachlandpopulationen bei höheren.
Was ist genetische Assimilierung?
Genetische Assimilierung: Ursprünglich plastischer Phänotyp wird genetisch fixiert.
Genetische Assimilation ist ein Konzept in der Evolution, bei dem ein zuvor durch Umweltfaktoren induziertes Merkmal allmählich zu einem genetisch festgelegten Merkmal wird. Es tritt auf, wenn ein Merkmal, das anfangs durch Umwelteinflüsse hervorgerufen wurde, durch natürliche Selektion so stark begünstigt wird, dass es in der Population genetisch fixiert wird.
