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Verwantschaftsnachweise der Molekularbiologie
21.12.2022
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BELEGE AUS DER MOLEKULARBIOLOGIE PRÄZIPITINTEST Ziel:Bestimmung stammesgeschichtlicher Verwandtschaft vergleich von Proteinstrukturen 1. Blutabnahme des Menschen bleibt im Reagenzglas stehen -> Fester Bestandteil (Blutzellen setzen sich ab) und flüssiger Bestandteil ist oben (Blutserum) 2. Injektion des Blutserums (mit sehr spezifischen Eiweißen des Menschen) in Tier das nicht nah mit Menschem verwandt ist L> Eiweiße werden vom Kaninchen als Antigene (fremde Stoffe) erkannt bildet Antikörper Antikörper passen im Schlüssel-Schlossprinzip zur Oberfläche der mensch- lichen Antigene (Eiweiße) L> Verklumpung (Agglunitation) -> Antigene werden unschädlich gemacht => Auställung (Präzipitation) je höher desto verwandter ↓ Methode an Bedeutung verloren • kann nicht bei allen Tiergruppen angewendet werden • keine Rückschlüsse wann sich Entwicklungslinien aufgespalten haben • Proteine könnten sich im Laufe der Evolution konvergent entwickelt haben. Konvergenz: Analogien die zwischen Lebewesen entstehen und nicht auf gemein- samen Vorfahren zurück zuführen sind AMINOSÄURESEQUENZANALYSE Ziel: Bestimmung des Verwandtschaftsgrads zweier Arten > Vergleich und untersuchung von Aminosäuresequenzen was wird benötigt? →Protein + Probe des Proteins von beiden Arten Grundannahme: alle Lebewesen haben einen gleichen Vorfahren je näher die verwandtschaft, desto weniger unterschiede in den Aminosäuresequenzen Protein sollte sehr alt, klein (weniger Raum für stumme Mutationen), Lebenswichtig Leytocrome : → Molekulare Uhr · Bestimmung Abspaltung von 2 Arten Ls je mehr unterschiede desto mehr Zeit nach Abspaltung vergangen (desto mehr Mutationen seit der stammesgeschichtlichen Trennung Probleme: ungenauigkeit verschiedene Triplets codieren für eine Aminosäure L>Aminosäuresequenz von Mensch und Schimpanse identisch genetischer Code ist degeneriert -> mehr Codons...
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(64) als Aminosäuren (20) DNA-SEQUENZIERUNG : → genaue Basen Reihenfolge in einem DNA-Molekül mithilfe dieser Informationen können Zellen Proteine herstellen Proteine haben Einfluss auf Phänotyp läußeres Erscheinungsbild) oder unseren Zellstoftwechsel SANGER-SEQUENZIERUNG 1. Denaturierung der DNA in zwei Einzelstränge -> einer dient als Vorlage (Matrize) Primerhybridisierung (Primeranlagerung): Ein Primer (Starter), der aus wenigen Nukleotiden besteht, Lagert sich an komplementären Abschnitt auf dem DNA Vorlagestrangan. Herstellung der Reaktionssätze: Herstellung von 4 parallelen grundsätzlich identischen Reaktionsansätzen Dafür wird benötigt: zu untersuchenden DNA Einzelstrang (Matrize) mit angelagerten Primern Nukleotide mit 4 DNA Basen (A,T,G,C) ● . DNA-Polymerase jeder Ansatz bekommt Stopp-Nukleotid (einer mit Adenin, einer mit Thymin usw.) PCR-Methode Läuft in allen Reagenzgläsem ab und Polymerase setzt fehl- ende Nukleotide komplementär ein, PCR wird durch Stopp-Codon abge- brochen Les kommt immerander selben Base aber an unterschiedlichen Stellen zum Abbruch -> Ziel: alle möglichen Sequenzfragmente herstellen Gelelektrophorese zur Auswertung : kürzeren, leichteren Fragmente wandern zu kathode (negativ) und langere, schwerere zu Anode (positiv) L> Basenabfolge ablesen (an komplementäre Basen denken) DNA-HYBRIDISIERUNG Bildung einer doppelsträngigen Nucleinsäure, bei der beide Stränge von unterschiedlicher Herkuntt sind Ablauf: Denaturierung: Doppelsträngige DNA wird auf ca. 90°℃ erhitzt L> Wasserstoffbrückenbindungen zwischen DNA-Doppelsträngen werden auf- getrennt => zwei DNA-Einzelstränge Beispiel: Verwandtschaftsgrad von Mensch und Afte herausfinden -> DNA von Mensch und Schimpanse in Gefäßen erhitzt um Einzelstränge zu erhalten Renaturierung: Gemisch wird abgekühlt. -> 25°C weniger als Schmelz - punkt, 2 passende Einzelstränge lagem sich wieder aneinander L> unterschiedliche Einzelstränge = Hybrid Beispiel: menschliche DNA mit der des Schimpansen gemischt (Hybrid- DNA) Erhitzen der Hybrid-DNA um festzustellen wie hoch Verwandt- schaftsgrad ist L> es kann herausgefunden werden wie viele Basenpaare sich zwischen Einzelsträngen befinden Es gilt: Je ähnlicher die komplementäre Basensequenz der beiden Einzel- Stränge der Hybrid-DNA ist, desto mehr Energie - also eine höhere Tem- peratur- ist für die Trennung in jeweilige Einzelstränge nötig => je höher der Schmelzpunkt, desto enger ist der Grad der Verwandt. schaft keine Aussage auf welchem Gen Ähnlichkeiten sind