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Lernübersicht Epigenetik

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 Q1.2
Fachbegriffe
Begriff
Genom
Epigenom
Proteom
Metabolom
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Genotyp
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Q1.2 Fachbegriffe Begriff Genom Epigenom Proteom Metabolom Phänom Genotyp Phänotyp Mutation Modifikation Coding-DNA Non-coding-DNA ,,Klassischer" Genbegriff ,,Moderner" Genbergriff - Gene Silencing RNA-Interferenz (RNAi 2.Bioklausur Übersicht Epigentik non-coding-DNA (98%): -> non-coding-RNA (ncRNA) -> A.Radovanovic Definition Gesamtheit aller Gene eines Organsimus Gesamtheit aller Muster der chemischen Modifikation von DNA-Strang und Histonen durch Methylierung und Acytelierung (in den Körperzellen Gesamtheit aller in den Körperzellen vorkommenden Proteinen Gesamtheit aller Stoffwechselprodukt Gesamtheit aller phänotypischen Eigenschaften (einer Zelle, eines Organs oder eines gesamten Organismus) Genausstattung eines Organismus Aüßeres Erscheinungsbild Spontane, dauerhafte Veränderung im Erbgut durch äußere Einflüsse (irreversibel) Durch die Umwelt hervorgehobene Veränderung des Erbguts (reversibel) DNA-Bereiche, die für Proteine codieren (2%) ->Exons DNA-Bereiche, die für funktionsspezifische ncRNAs codieren (non-protein-coding-DNA) Ein Gen ein Enzym Ein Gen ein Protein oder funktionsspezifische ncRNA Reversibles Stilllegen eines Gens Anlagerung eines RISC-Komplexes mit miRNA oder siRNA an die passende mRNA oder Fremd-RNAi ->führt zu Stilllegung DNA ist wegen ihrer Phosphatreste negativ geladen Epigenom ist in Keimzellen vererbbar und wird z.B durch Hunger oder Angst verändert Coding- und non-Coding DNA Coding-DNA (2%): -> mRNA ->Polypeptid Q1.2 2.Bioklausur Übersicht 1. rRNA: Bildet zusammen mit einigen Proteinen einen Multienzymkomplex -> Ribosom 2. tRNA: Bindet mit ihrem Anticodon an das komplementäre Codon der mRNA und übertragt ,,seine" AS auf die entstehende Polypeptidkette -> Aminosäurentransport 3. miRNA (mikroRNA): körpereigene, kurze, doppelsträngige RNA; lagert sich an Proteine und bildet RISC; bindet an mRNA und ermöglicht dadurch ihre Zerstörung oder hemmt Translation; Form einer Pinnadel 4. siRNA (small-interfering-RNA): körpereigene, kurze, doppelsträgige Kopie von Fremd-DNA; lagert sich an Proteine und bildet RISC->komplementär diRNA SIRNA RISC nucleus ● mRNA Arten von Mutationen 1. Insertion oder Deletion von Basenpaaren ->Rasterschub führt zu zahlreichen...

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falschen Codons (Missense-Mutation) ->Rasterschub führt unmittelbar zu einem Stoppcodon (Nonsense-Mutation) ->Insertion oder Deletion von 3 Basenpaaren: kein Rasterschub, sondern zusätzliche oder fehlende AS 2. Substitution eines Basenpaares (Punktmutation) A.Radovanovic ->keine Auswirkung auf die AS-Sequenz (stumme Mutation) ->Missense-Mutation (andere AS ensteht) ->Nonsense-Mutation (Stoppcodon) Mutagene, die Mutationen auslösen können: Ultraviolette Strahlung Radioaktive Strahlung Röntgenstrahlung Teerstoffe Basenanaloga Salpetrige Säure Genregulation Histon-(De)Acytelierung (fördert Transkription) · Enzym HAT (Histonacetyltransferase) überträgt Acetyl-Gruppen auf Lysin-Moleküle -> Aminosäurerest verliert seine positive Ladung DNA (durch Phosphatrest negativ geladen) verliert negative Ladung -> DNA und Histone ziehen sich nicht mehr stark an und Histon-Koplex lockert sich RNA-Polymerase kann nun an der DNA ansetzen und die mRNA transkribieren Enzym HDAC (Histondeacytelase) entfernt Acetyl-Gruppe -> Lysinrest kann an H+ anlagern und ist somit positiv geladen -> zieht DNA wieder näher an Histone DNA kann nicht mehr transkribiert werden 2.Bioklausur Übersicht DNA-(De) Methylierung (hemmt Transkription/Replikation) Vereinzelte C-G Paare finden sich auf der gesamten DNA, auch innerhalb der Gene (teilweise methyliert) -> Transkription der Gene wird erschwert; RNA-Polymerase wird bei Ablösung behindert Q1.2 CpG-Inseln vor allem in Regulationsbereichen wie Promotoren; wenn sie methyliert sind, dann kann RNA-Polymerase nicht mehr transkribiert und das Gen ist „,abgeschaltet" (DNMT) zur Methylierung und DNA-Demethylase (DDM) zur DNA-Methyltransferase Demethylierung D G A mögliche Methylierungsstelle A.Radovanovic Gene Silencing durch miRNA oder siRNAs (hemmt Translation) siRNA: z.B von einer Viren DNA (einsträngrig) wird im Cytoplasma eine prä-siRNA kopiert (doppelsträngig) Durch das Enzym Dicer wird ein kleiner Teil, die siRNA herausgeschnitten ->beide: lagert sich an Argonautenprotein und wird in Einzelstränge aufgespalten, von denen sich einer ablöst und im Cytoplasma abgebaut wird - Anderer Einzelstrang bildet zusammen mit Protein den RISC-Komplex (RNA-induced silencing komplex) Dieser komplex kann sich an Viren DNA anlagern, die teilweise/vollständig komplementär zur siRNA sind - Vollständig: Viren DNA wird in funktionslose Stücke zerschnitten und kann folglich nicht mehr transplantiert werden Teilweise: entweder kann Ribosom nicht andocken oder die Elongation vollenden, jedoch behindert der RISC-Komplex das „Weiterrutschen" und dadurch die vollständige Synthese des Polypeptids Transkriptionsfaktoren Allgemeine Transkriptionsfaktoren: Binden an alle Promotoren, die von der RNA-Polymerase II benutzt werden Ermöglichen, dass ein Gen überhaupt abgelesen kann; verhelfen der Polymerase zum Binden an den Promotor Spezifische Transkriptionsfaktoren: Nur an Regulationssequenzen (Enhancer, Silencer) bestimmter Gene Bestimmen welches Gen abgelesen wird An Enhancern: Aktivatorproteine Q1.2 An Silencern: Repressorproteine DNA bildet Schleifen, wodurch Transkriptionselemente in Wechselwirkung treten Tumorsystematik 1. Solide, harte Tumore Karzinome (In Epithelzellen) ● 2.Bioklausur Übersicht maligne Neubildung von Gewebe (Tumor, Wucherung, Geschwulst) ->unkontrollierte Zellvermehrung Eine Zelle vermehrt sich ungehemmt Betroffenes Gewebe vergrößert sich = Hyperplasie Betroffenes Gewebe verliert seine normale Funktion und ändert sie = Dysplasie Weitere Zellvermehrung Krebs Bilden von Primärtumor ->Blutgefäße wachsen ein ->Tumor wächst in umliegendes Gewebe Möglicherweise: Krebszellen gelangen über Blut- oder Lymphweg in andere Organe Bilden Metastasen (Tochtergeschwülste) Sarkome (Im Bindegewebe) A.Radovanovic benigne Gewebeneunildung Ähnelt in Aussehen u. Funktion dem Ursprungsgewebe Krebszellen: • Unkontrollierte Zellteilung Unkontrolliertes Zellwachstum ● • Verlust der Funktion u. Spezialisierung Deaktivierung der Apoptose Bösartige Erkrankungen des blutbildenden Systems, z.B Leukämie Vermehrt sich langsam Bleibt auf einen Bereich eingeschränkt Q1.2 Übersicht: Genregulation Zeitpunkt Vor der Transkription Vor/während der Transkription Nach der Transkription Vor/während der Transkription Nach der Translation 2.Bioklausur Übersicht Prozess DNA-Methylierung Histon-Methylierung Histon-Acetylierung Transkriptionsfaktoren Enhancer-Sequenzen Silencer-Sequenzen Alternaives Spleißen miRNA siRNA Repressorprotein (an Operator der DNA) Proteosom A.Radovanovic Auswirkung auf Genexpression blockiert Transkription fördert Transkriptionsrate Anlagerung von Transkriptionsfaktoren ermöglicht Transkriptionsfaktoren Fördern Transkriptionsrate Vermindern Transkriptionsrate Verhindert Expression des eigentliches Proteins Hemmt Translation Baut Protein ab

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