Aufbau und Funktion des Genoms: Von der Genstruktur zur Funktion

Transkript

1 Assoc. Prof. PD Mag. Dr. Aufbau und Funktion des Genoms: Von der Genstruktur zur Funktion Wien, 2013 Währinger Straße 10, A-1090 Wien 1

2 Potential einer Zelle 2

3 Invasion 3

4 DNA 4

5 DNA C T G G C T G A T 5

6 DNA als Wendeltreppe 6

7 DNA: Informationsfluss Informations-Speicher Original Abschrift Kopie der Information Übersetzung Funktioneller Teil 7

8 Proteine - Enzymatische Funktion - Strukturfunktion - Bewegung (Motorproteine) - Signalmoleküle 8

9 Struktur der DNA 9

10 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

11 Basenpaarungen verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 11

12 3D Struktur Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

13 Verpackung 13

14 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

15 Perlenschnurstruktur Figure 4-23 (part 1 of 2) Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

16 Histone bilden das Nukleosomen core verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 16

17 Nukleosom Struktur Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

18 Bindung von DNA an Histoncore ist dynamisch Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

19 Histon UE besitzen Fortsätze Figure 4-33a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

20 Histonfortsätze vermitteln Interaktion Figure 4-33b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

21 Histonmodifkationen Epigenetik Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

22 30 nm Chromatin Fiber 30 nm Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

23 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

24 Chromosomenstruktur verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter

25 Telomere (TTAGGG) n nt verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter

26 Replikation Original Original Original 26

27 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

28 Replikation ist semikonservativ 28

29 Figure 4-21 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

30 Diskontinuierliche Synthese am lagging strand verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 30

31 Replikationsgabel 31

32 Information 32

33 DNA jedes Lebewesen besteht aus Zellen Mensch hat ~200 verschiedene Zelltypen 33

34 Gene A B C D Gene (Bakterien) ~ Gene (Fliege) ~ Gene (Mensch) 34

35 Unterschiedliche Gene sind angeschaltet Nervenzelle A B C D E F Blutzelle A B C D E F Darmzelle A B C D E F 35

36 Informationsgehalt LINE- long interspersed nuclear element SINE- short interspersed nuclear element Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

37 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

38 1 mm Gesamtes Humanes Genom wäre 3200 km lang - alle 130 m ein codierendes Gen - Gen 30 m lang - CDS 1m lang Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

39 Transkritpion Original Abschrift 39

40 Transkription 40

41 RNA Struktur 41

42 RNA 42

43 DNA RNA Protein 43

44 Alternatives Splicing 44

45 Transkription verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 45

46 Promotor 46

47 Spezielle Transkriptionsfaktoren verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 47

48 Translation Abschrift Übersetzung 48

49 verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter

50 Der genetische Code

51 trna. Struktur

52 Kodon-Antikodon WW Helmut Figure Dolznig 6-53 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

53 Peptidbindung Figure 6-61 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

54 Translation erfolgt an Ribosomen AUG verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter

55 Aufbau der Ribosomen Figure 6-63 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

56 Translation

57 Poly(ribo)somen Figure 6-76 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

58 Regulationsschritte Figure 7-92 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

59 Micro RNA. Fakten Mensch ca 400 mirnas Regulieren mindestens 1/3 aller protein codierenden Gene mirna Precursor durch PolII synthetisiert, gecapped und Poly-A Mit RISC Komplex assoziiert (RNA induced silencing complex) Aufgaben - Regulation der Genexpression - Abwehrmechanismus (RNAi)

60 Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

61 Abwehrmechanismus Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

62 Literatur Alberts: The Molecular Biology of the Cell Wrba, Dolznig, Mannhalter: verstehen 62

63 Zusatzinfo 63

64 Replikation. Molekulare Details verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 64

65 DNA Statistik Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

66 Condensin Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

67 Warum liegt DNA in einer Doppelhelix vor? Nucleobasen sind hydrophob und erlauben daher keine mit Wasser gefüllten Zwischenräume bevorzugt, da energetisch und sterisch günstiger verstehen. Wrba, Dolznig, Mannhalter 67

68 rrnas 80% der RNA einer Zelle = ribosomale RNA (rrna) Von RNA Pol I produziert Kein Cap, keine Polyadenlyierung 10 x 10 6 Kopien von jeder rrna (für 10 x10 6 Ribosomen) rrna gene in multiplen Kopien/Genom vorhanden (hs =200) 5S, 5.8S, 18S, 28S

69 Unterschiedliche Leserahmen

70 Aufbau der Ribosomen E... Exit site P... Peptidyl-tRNA site A... Aminoacyl-tRNA site Figure 6-64 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)