Wechselwirkungen zwischen Genen. Chapter 6 Opener

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1 Wechselwirkungen zwischen Genen Chapter 6 Opener

2 Kurze Wiederholung: Mutationen Haplosuffizienter Gene sind oft rezessiv! DNA RNA Protein Funktional Figure Funktional 6-2 Defekt Funktional Defekt Defekt

3 Zwei Modelle für dominante Mutationen Haploinsuffizienz Dominant negativ Zwei Gendosen Figure 6-3 Kein Gen Eine Gendose. Reicht nicht aus

4 Unvollständige Dominanz in 4 Uhr Blumen rein weiss X rein rot F1: rosa Selbsten F1 1/4 rot ; 1/2 rosa ; 1/4 weiss

5 Co-Dominanz: Die Expression zweier Allele in in einer Heterozygote Beispiel 1: Blutgruppen Genotyp Blutgruppe I A /I A, I A /i A I B /I B, I B /i B I A /I B AB i/i 0

6 Beispiel 2: Sichelzellenanemie Hb A /Hb A normal, keine Sichelzellen Hb S /Hb S Sichelzellen, oft tödliche Anämie Hb A /Hb S keine Anämie, gelegentliche Sichelzellen

7 Unvollständige Dominanz auf zellulärer Ebene

8 Co-Dominanz auf molekularer Ebene der Hämoglobine A S Auftrag Phenotyp Genotyp Sichelzellen- Vererbung Figure 6-6 und Sichelzellen anemie Normal Wanderung im elektr. Feld

9 Ein rezessiv lethales Allel in Katzen T/t Ohne Schwanz Figure 6-9 T/T T/t tt Normal Ohne Schwanz Tot

10 Archibald Garrod, Entdecker vererbarer Fehler im Metabolismus Figure 6-10

11 Isolation auxotropher Argininmutanten Gamma-Strahlen Wild Typ Mutagenisierte Zellen Kreuzen mit Wild Typ Figure 6-11 part 1 Ascosporen werden isoliert und getrennt in Kulturen überführt

12 Isolation auxotropher Argininmutanten Ascosporen werden in Vollmedium gezogen Vollmedium Figure 6-11 part 2 Asexuelle Sporen werden in Minimalmedium überführt Minimal Medium Asexuelle Sporen die nicht auf Minimalmedium wachsen, werden in komplementiertes Medium überführt Minimal + Aminosäuren Minimal + Vitamine Vollmedium

13 Isolation auxotropher Argininmutanten Minimal Minimal + Aminosäuren Minimal + Vitamine Vollmedium Figure 6-11 part 3

14 Arginin und seine Vorstufen Figure 6-12

15 Das Wachstum der arg Mutanten kann durch Gabe von Zwischenprodukten beeinflusst werden Table 6-1 arg-1 + arg-2 + arg-3 + Enzym X Enzym Y Enzym Z Vorläufer Ornithin Citrullin Arginin

16 Tatum und Beadle: Ein Gene ein Enzym (Polypeptid) Konzept das Biochemie und Genetik zusammenführte

17 Welche Gene bestimmen die Farbe der Blüte? 1.Mutagenisiere die Pflanze 2. Teste die Mutanten auf Ein Gen Vererbung 3.Bei wie Harebell vielen plant der Mutanten ist ein jeweils ein anderes Gen betroffen? 4. Kreuze die versch. Mutanten zu Doppelmutanten und finde heraus, ob die Gene interagieren

18 Wieviele Gene sind betroffen? Komplementation! w1 w2 Gen Gen Figure 6-15 part 1 w1 w2 Gen Gen w1 w2 Gen Gen w1 w2 Gen Gen

19 Wie viele Gene sind betroffen? Komplementation! w1 w2 w1 w2 w1 w2 Figure 6-15 part 2 Gen Gen Gen Gen Gen Gen weiss weiss weiss weiss Keine Komplementation Komplementation

20 Wie viele Gene sind betroffen? Komplementation! Keine Komplementation Komplementation Figure 6-15 part 3 Kein Substrat Farbloser Vorläufer Kein Substrat weiss Farbloser Vorläufer Farbloser Vorläufer blau

21 Unabhängig synthetisierte und vererbte Pigmente Figure :3:3:1

22 Interaktion zwischen Genen: Im selben Pathway Keine Komplementation Komplementation Figure 6-15 part 3 Kein Substrat Farbloser Vorläufer Kein Substrat 3/4 w1 + /- 3/4 w2 + /- 9/16 weiss Farbloser Vorläufer Farbloser Vorläufer blau Aufspaltung der F2 in 9:7

23 Modell für rezessive Epistasie Selbsten Beide Enzyme aktiv Figure 6-19 Enzym 2 defekt Enzym 1 defekt Kein Substrat Block am ersten Enzym Aufspaltung der F2 in 9:4:3

24 Gene, Gen-Pathways, Signalketten und Netzwerke Beispiel : Hefe-Paarung

25 Suppression Beispiel Hefe a ts Stirbt bei 37 o C Mutagenese von a ts - Stamm Überlebt bei 37 o C Revertante a + X a + alle Wild Typ Suppressor a ts. s X a +. s +? Drosophila: pd = lila Augen (rezessiv); su = rezessiver suppressor von pd,rote Augen pd/pd ; su + /su + X pd + /pd + ; su/su

26 Eine Molekulare Erklärung für Suppression Wild Typ Erste Mutation Figure 6-22 Zweite Suppr. Mutation Zweite Mutation alleine

27 Synthetische Lethalität 9:3:3 X X X X X Ergebnis?

28 Synthetische Wechselwirkung von Genen Synthetische Lethalität N K α K α a! N K N a! K: N:

29 Synthetische Wechselwirkung von Genen Synthetische Lethalität N K Keine Selektion N K N, K K N a! N a! α α K

30 Synthetische Wechselwirkung von Genen Synthetische Lethalität

31 Europa bei Nacht

Modell für rezessive Epistasie

Modell für rezessive Epistasie Modell für rezessive Epistasie Selbsten Beide Enzyme aktiv Figure 6-19 Enzym 2 defekt Enzym 1 defekt Kein Substrat Block am ersten Enzym Aufspaltung der F2 in 9:4:3 Suppression Beispiel Hefe a ts Stirbt

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