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Epigenetik und Zellgedächtnis
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Jasmin
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— Definition, Gene-Silencing (Inaktivierung des X-Chromosoms, Methylierung, RNA-Interferenz, Umwelteinflüsse und Zellgedächtnis
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ERGENETIK und Zellgedächtnis 2 a DEFINITION • Diese epigenetischen Modifikationen können durch Umwelt- einflusse entstehen: Methyllerung (Modification) von Basen weniger starke Bird. neutralisierend Histone modifiziert durch spez. Enzyme : Acetyl-, (Euchr Euchro Methyl-, Phosphat-, ubiquintinrest angelagert/ Hetero Pou abgespaltet Informationsweitergabe Ghne Veränder von erblichen (trans- generational), genetischen Modifikationen der DNA ohne mit Wirkung auf den Phänotyp ohne Veranderung der Nukleotidsequenz der DNA a Zusätzlich: 4 (Euchromatin) pos. Ladung der Histone vermindert - lockerer Gene silencing - Inaktivierung des X-Chromosoms. → zufällige Kondensation eines Chromosoms zum Barr-Körperchen DNA-Region XIC wird codiert XIST-RNA, welche den entsprechenden DNA-Abschnitt überzieht Stilllegung dieses Abschnitts (Kondensaton) ↓ 2. Viele Cytosin basen in GC-Bereichen. der DNA werden methyliert (mit- samt den Histonen) sodass der Bereich stark kondensiert →Methy lierungsmuster entsteht - 3' nicht methyliert Stilllegung eines Gens durch Methylierungsmuster: daver hafte Bindung von Methylgruppen (-1 an die DNA C Cytosinbasen →Siehe Abb. 1) (CH3) 3' AGC TTCG TCG AAGC S' Z - DNA ist negati, Histone sind positiv DNA- Replikation methyliertes Cylasin CH₂ 3. Histone der DNA werden methyliert, in dem ihre Acetylgruppe abgespalten wird (Kan densation) ↓ Austausch von manchen Histonen mit neven Histonen, an die ein Protein gebunden wird, welches die Anheftung von Transkriptionsfaktoren ver- hindert überblick: CH₂ AGC TT CO TCG AAGC nicht erkannt wegen fehlender Methylase Nit₂ H + NH₂ (CH3) Z-H Cytosin - DNA-Methyltransferase Methyl cytosin Br Abb Gene Silencing: 1 Weitergabe /dess Methyllelungs- musters durch Ergänzung • X-Chromosom inakol •RNA-Interferenz 3 Gene silencing durch RNA-Interferenz => Zell mechanismus bei dem durch kleine RNA-Molecule small interferenced RNA (SIRNA), die mRNA unter Beteiligung von Enzymen (Dicer) zerlegt wird. und die Bildung des codierenden Proteins wird verhindert, Sodass keine Translation stattfinden kann. Taucht siRNA in der Zelle auf, wird die gesamte mRNA zerstört, die komplementare Nukleotidsequenzen zur SiRNA besitzt. vermutlicher Schutzmechanismus vor...
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Fremd-DNA: - 10 Proteinkomplex 0 genquere Enclarung: f 10 ELE&feature=youtu.be MRNA www.youtube.com/watch?v=ck-OGB1_ SIRNA 4Bindung des siRNA-Teilstrangs an mRNA 2.Bindung eines Protein- komplexes an die siRNA 3.Spaltung der siRNA in zwei Einzelstrange HA 4.Aufnahme der injizierten siRNA in die Zelle -- H a BA 5. Abbau der mRNA 4 Gene-Silencing durch Umwelteinflusse zB: Stress, bestimmte Nahrung, Botenstoffe können bestimmte flexibel Methylierungsmuster auslösen (vgl. Arbeitsverteilung Bienen, (kann verstärkt/ Stresseinfluss bei Häusen, Agout-Häuse), die sich auf den Phanotyp auswirken. •Beispiel: durch Futter mit Methylierungsgruppendonatoren kann das Agouti-gen unterdrückt und methyliert werden, sodass Nach- Kommen in geringerem Verhältnis Merkmale dieses Gens im Phänotyp zeigen (4.a. Krankheiten) → epigenetische Vererbung/Pragung geschwächt werden) 5 Zellgedächtnis (bei einer semikonservativen Replikation) → Inaktivierte DNA kann repliziert werden, um sodass während der Embryonalentwicklung das X-chromosom entkondensiert werden muss, aber: 4 - Kondensation wird zwar durch epigene bische Vorgange rückgängig gemacht, nicht aber die Information) die Methylierungsmuster entsprechen der Bereiche Nach der Replikation: methylierter Strang und nicht-methylierter (neusynthetischer) Strang in der Tochterzellen-DNA ↓ - Erhaltungsmethylasen (Enzyme) erkennen Methylierungsmuster des elterlichen Strangs und ergänzen es am anderen (sowie Veränderungen in den Histonen an Tochter-DNA übertragen werden) => Informationen über stillzulegende DNA-Abschnitte bleiben bei der Replikation über alle Zellgenerationen erhalten
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Fremd-DNA: - 10 Proteinkomplex 0 genquere Enclarung: f 10 ELE&feature=youtu.be MRNA www.youtube.com/watch?v=ck-OGB1_ SIRNA 4Bindung des siRNA-Teilstrangs an mRNA 2.Bindung eines Protein- komplexes an die siRNA 3.Spaltung der siRNA in zwei Einzelstrange HA 4.Aufnahme der injizierten siRNA in die Zelle -- H a BA 5. Abbau der mRNA 4 Gene-Silencing durch Umwelteinflusse zB: Stress, bestimmte Nahrung, Botenstoffe können bestimmte flexibel Methylierungsmuster auslösen (vgl. Arbeitsverteilung Bienen, (kann verstärkt/ Stresseinfluss bei Häusen, Agout-Häuse), die sich auf den Phanotyp auswirken. •Beispiel: durch Futter mit Methylierungsgruppendonatoren kann das Agouti-gen unterdrückt und methyliert werden, sodass Nach- Kommen in geringerem Verhältnis Merkmale dieses Gens im Phänotyp zeigen (4.a. Krankheiten) → epigenetische Vererbung/Pragung geschwächt werden) 5 Zellgedächtnis (bei einer semikonservativen Replikation) → Inaktivierte DNA kann repliziert werden, um sodass während der Embryonalentwicklung das X-chromosom entkondensiert werden muss, aber: 4 - Kondensation wird zwar durch epigene bische Vorgange rückgängig gemacht, nicht aber die Information) die Methylierungsmuster entsprechen der Bereiche Nach der Replikation: methylierter Strang und nicht-methylierter (neusynthetischer) Strang in der Tochterzellen-DNA ↓ - Erhaltungsmethylasen (Enzyme) erkennen Methylierungsmuster des elterlichen Strangs und ergänzen es am anderen (sowie Veränderungen in den Histonen an Tochter-DNA übertragen werden) => Informationen über stillzulegende DNA-Abschnitte bleiben bei der Replikation über alle Zellgenerationen erhalten