reziproker Austausch von DNA in Eukaryoten
wechselseitiger Austausch von DNA zwischen zwei nicht-schwester Chromatiden der homologen Chromosomen
- > eine Art Doppel-Crossover
- > Intrachromosomale Rekombination während der Synapse homologer Chromosomer
reziproker Austausch von DNA in Prokaryoten
- meist lineare Donor-DNA besitzt homologe Sequenzen zur Reziplenten-DNA, an denen Crossing-over geschehen können
- lineare Donor-DNA wird abgebaut
Welche Ereignisse könne zur Rekombination in Prokaryoten führen?
- Transformation
- > Aufnahme von DNA aus der Umgebung
-Konjugation
->Plasmid-vermittelnder DNA-Austausch von einer Donor-Zelle zu einer Akzeptor-Zelle
(Zellkontakt notwendig, unidirectional)
- Transduktion
- > Übertragung von DNA durch Phagen
Welche Voraussetzung muss das Erbmaterial erfüllen?
Es muss…
- replizierbar sein
- Informationen speichern
- Informationen exprimieren
- Variation durch Mutation erlauben
Potenzielle Kandidaten
-Proteine oder DNA
Experiment von Avery, MacLeod und McCarty
->Experiment zur Klärung welches Element Erbinformationen enthält
Prinzip:
IIR Zellen und IIIS filtrate (mit bestimmter Behandlung) dann wird geprüft ob Transformation noch stattfinder
->findet nicht statt mit DNase behandeden Filtrate –> aktiver Faktor ist DNA
Experiment von Hershey und Chase
E.coli + infizierender Virus der mit Radioisotopen gekennzeichnet ist
->Durch Kennzeichnung sieht man das DNA die Bakterie während der Infektion betritt und dies füht zur viraler Reproduktion
Hinweise das DNA auch in Eukaryoten das genetische Erbmaterial ist
DNA im Nucleus
DNA in Mitochrondrien und Chloroplasten
Chromosome beinhalten genetisches Material
Absorpitionsbereich DNA/RNA UV Licht -> Mutation
direkter Hinweis
->DNA-Rekombinationstechnologien
Welche Besonderheiten weisen Retroviren auf
RNA core
Replikation ungewöhnlich
RNA mit reverser Transkriptase zu cDNA
DNA kann ins host cell genom eingebaut werden und transkripiert werden
Griffiths Experiment
->Transformation
S-Typ -> virulent
R-Typ->avirulent
abgetöteter S-Type -> nicht mehr letal
abgetöteter S-Typen + lebender R-Stamm
->tötlich + lebende S-Stämme können isoliert werden
- ->Information für Virulenz können aus den abgetöteten S-Stämmen auf lebende R-Stämme übertragen werden
- > transformierendes Prinzip
Was sind Plasmide
extrachromosomale DNA Moleküle kommen in fast allen Bakterien vor meistens zirkuläre Moleküle autonome Replizierung manche können sich auch ins Genom integrieren Geben dem Bakterien zusäzliche Merkmale
Konjugation Abfolge
- Konjugative Plasmide in Gram-negative Bakterien codieren die Produktion einer tubular extension und wird sichtbar an der Oberfläche der Spender Zelle:
F-pilus/sex-pilus
2.Wenn der Kontakt eingeleitet wurde, wieht der Pilus sich zurück und beide Zellen (donor + recipent) formen ein mating-pair, verbunden durch eine conjugation bridge (geformt und stabilisiert vom Plasmid das Tra-Gen Produkte codiert)
- Der DNA-Strang des Plasmids wird am OriT gespalten und der “offene” Strang in den recipient transportiert, während der ungespaltene Strang im donor bleibt;
während dem Transfer werden beide Stränge repliziert
4.Dannach trennen sich die beiden Zellen wieder (sie sind nun exconjugants)
Beide Zellen tragen nun eine Kopie des Plasmids in sich
!Die Reihenfolge der übertragenen Gene kann genutzt werden um die Reihenfolge und Entfernung der unterschiedlichen Gene auf dem Chromosom zu bestimmen
-> nach Zeit abgebrochen
!F-Plasmid kann in Chromosom eingelagert werden
und wieder ausgeschnitten werden und kann dabei zufällig andere Gene mitnehmen
Transduktion-Experiment
.Experiment druch Lederberg, Zinder und d’Hèrelle
->U-tube experiment
Gentransfer findet statt obwohl kein physikalischer Kontakt besteht (keine Konjugation) und DNase hinzugegeben wurde (keine Transformatiion)
->Transduktion
Transduktion
isoliert und beschrieben von d'Hérelle im Jahre 1917 als ultravisibles, korpuskuläres Lebewesen Größe im Nanometer-Bereich drei verschiedene Capsid-Strukturen -sphäroid -filamentös -Kopf- und Schwanzphagen
Bakteriophagen Lebenszyklus allgemein
-alle Bakteriophagen benötigen Wirtszellen zur Vermehrung
-meisten sind an spezifische Wrtszellen angepasst
-ersten Schritte identisch
Adsorption (Phagen heften sich an Rezeptoren der Wirtszelle an)
Injektion des genetischen Materials (Das im Capsid verpackte Genom wird in die Wirtszelle injiziert)
Lytischer Zyklus
Nach Injektion wird die Phagen-kodierte Genprodukte werden synthetisiert,
Phagengenom wird vervielfältigt durch Replikation
Wirtsgenom wird zerstückelt
Phagen-Proteine werden zu Capsiden zusammengebaut
Genom-Kopien werden in Capsiden verpackt
Wirtszelle wird durch Phagen-kodierte Enzyme lysiert und hunderte neue Phagen werden frei gesetzt
!Es kann zur Fehlerhaften Verpackung kommen ->Capside werden mit Wirts-DNA beladen (Abortive Infektion)
Lysogener Zyklus
Passive Etablierung des injezierten Genoms
- extrachromosomal
- in Wirtsgenom integriert
->Weitergabe durch Zellteilung
Wirtszelle mit Phagengenom -
Spezifische Transduktion
–>falsch herausschneiden
generelle Transduktion
->versehentlich Bakterien-Genom in Capside einbauen
