Vorlesung 2: Zytogenetik, Evolution von Genomen Flashcards
(14 cards)
Wie sind die Chromosomen des Menschen aufgebaut?
Genom des Menschen (diploid, 2n):
3 x 109 bp DNA
46 Chromosomen:
44 Autosomen
2 Geschlechtschromosomen
Typische Form der Chromosomen:
Metaphasenchromosom
(Metaphase des mitotischen Zellzyklus
Was kann man in einem Karyogramm feststellen?
- 22 Chromosomen Paare und 2 einzelne Geschlechtschromosomen
- Chromosomen anschauen und sortieren
- Bestimmung ob XX (weiblich) oder XY (männlich) Chromosom
- Y Chromosom kleines akrozentrisch
zählen wie viele akrozentrische Chromosome es gibt
wenn 4 -> biologischen Frau -> 5 biologisch Mann
Wie wird die Gendosis Ausgegelichen?
Frauen haben 2 große X Chromosome, Männer nur ein großes X Chromosom
-> ungleichgewicht der Gendosis
- ausgleich der Gendosis durch Inaktivierung eines X Chromosoms (Prozess= Dosiskompensation)
- Dosiskompensation = Ausgleich der Aktivität von Genen auf Geschlechtschromosomen, so dass deren Produktmenge in beiden Geschlechtern gleich ist
in Säugern:
Inaktivierung/ Heterochromantinisierung eines der beiden X-Chromosomen in weiblichen Individuen= Barr-Körperchen (dieses lässt sich mikroskopisch beobachten)
Barrkörperchen das inaktivierte und kondensierte X Chromosom befinden sich in der periphährie”
Def: Polytäne Chromosomen
- = Riesenchromosomen in bestimmten Organen v.a. von Insekte, die aus vielen aneinanderliegenden Chromatiden bestehen = Ausnahme
- aus Speicheldrüsen von Drosophila
Def: Mitose
- Zellteilung, bei der zwei identische Zellen entstehen; Mitose ist eingebunden in den mitotischen Zellzyklus
Def: Meiose
- Reduktionsteilung; entstehende Zellen haben halb soviel DNA wie die Ausgangszelle
dient der Produktion von Keimzellen
Merke:
1. meiotische Teilung= Trennung homologer Chromosomen= Reduktionsteilung
2. meiotische Teilung= Trennung der Schwesterchromatiden= Äquationsteilung
Wie ist das menschliche Genom aufgebaut?
- 46 Chromosomen: 2 x 22 Autosomen, 2 Geschlechtschromosomen
- Genomsatz besteht aus: 3 x 109 bp DNA (gilt seit 2001 sequenziert) 2004 gab es dann eine vollständige sequenzierung
- Typen von Sequenzen im menschlichen Genom:
- ca. 24,000 Protein-kodierende Gene (Genen die in eine messenger RNA umgesetzt werden und diese wird dann in ein Protein translatiert (1,5 %) SChwankungen der Zahl wegen ist schwer zu erkennen ob sie Proteine kodieren
- ca. 26% Introns
- ca. 20,000 Pseudogene (gene die nicht translatierten oder transkribieren sind nur den Genen ähnlich
- zu jedem Gen gehören Regulatorische Sequenzen (Promotoren, Enhancer)
- 50% des Genoms = hoch-repetitive Sequenzen - Derivate (abkömmlinge)von Transposons (springende Sequenzen im Gen)
- LINE = long interspersed repetitive element
- SINE = short -”-
*einfache Sequenzrepeats, Bsp. (A)n (Basen einfache repeats), (CA)n <-Minisatelliten (40 – 500 bp) sind in der regel nicht in codierenden Seuqenzen drin sind wichtig für Individuen
Mikrosatelliten ( - 13 bp) - Große Duplikationen
- Tandem Repeats - sequenz wiederholungen (Telomere, Zentromere)
Sequenzen durch evolution darum müssen die wichtig sein, kennen aber Funktion nicht
Grundlage für Verwandschaft zwischen Genomen
- DNA-Replikation, Rekombination uam -> Mutation
- Effekt der Mutation: positiv, neutral, negativ
- je nach Effekt der Mutation kann es zur evolutionäre Selektion kommen für oder gegen Mutation
- d.h. unterschiedliche Genomregionen – unterschiedliche evolutionäre Mutationsraten je nachdem wie bedeutend diese Region ist
- Konservierung von Gen-Sequenzen (wie konserviert sind gensequenzen zwischen verschiedenen Organismen
- Konservierung von Protein-Sequenzen (nach Ähnlichkeit oder Konservierung von Protein-Sequenzen schauen)
durch Konservierung-> größte Ähnlichkeit besteht zwischen Proteinen, nicht unbedingt Genen (Degeneriertheit des genetischen Codes)
Ähnlichkeit oder Konservierung feststellen - Evolution neuer Gene auf der Basis existierender DNA-Sequenzen!
- gene und genome sind in laufe der zeit durch Mutation, replikation und duplikation entsanden
- es gibt keine Organismen mit Synthese
Def. Homologie
- wenn 2 Proteine erkennbare Ähnlichkeit haben
Orthologie
Homologie in 2 Spezies
Paralogen
Homologie in einem Organismus
Was versteht man unter Paralogen
- Paraloge entstehen durch Genduplikationen
- haben 2 mal die gleiche Kopie aber man braucht nur eine davon
- 2te. Kopie ist frei um Mutation anzuhäufen um dann eine neue oder leicht veränderte funktionalität einzunhemen
- sieht man da es engruppen gibt die gleich sind aber unterscheidliche Funktionalitäten haben
wie kann man Genome miteinander vergleichen?
- man schaut DNA Sequenzen und Proteinsequenzen an
- unterschiedliche Genomregionen unterschiedlich schnell mutieren
- für rekonstruktion einer Zeitachse: Mutationsrate über die Zeit gesehen gleich oder konstant geblieben ist
- müssen Übereinstimmung mit Archäologischen Befunden machen-> abgleich mit dna Sequenz und Fossilien
- Kennzahlen: Durchschnittlicher Unterschied der DNA-Sequenzen:
- Mensch- Schimpanse:1,2% evolutionäre Trennung vor 5-6 Mio Jahre
- Variation zwischen Menschen: 0,1% ( 1 pro mil-> eine Singlumultitait?morphomismus? pro 1000 Basenpaare der menschlichen Population
- 45.000 Snips in den Genen geben 2 snips (Sequenzunterschiede) pro gen zwischen einzelnen Personen
- 80% der Sequenzunterschiede führen zur Kodierung - unterschiedliche Proteinsequenz
- 10.000 Synonyme und 10.000 nicht Synonyme zwischen einzelnen Personen austauschen?
Sequenzvergleich durch Computergestütze Sequenzvergleiche
Homologiesuche:
Protein-Sequenz (oder DNA-Sequenz)
Vergleich mit Sequenzen in einer Datenbank (aldo Daten die in einer Daten Bank hinterlegt sind)
die suchen dann nach Aminosäure-Identität bzw -Ähnlichkeit (ähnliche chemische Eigenschaften der AS, weil ähnliche AS auch ähnliche Funktionalität besitzen
computer program BLAST = basic local alignment search tool
lokales zusammenbringen von Sequenzen
öffentlich zugänglich: alle Sequenzen die jemals sequenziert wurden sind dort hinterlegt
kann Nucleotide oder Proteine vergleichen
