Einführung Nukleinsäuren

Transkript

1 Einführung Nukleinsäuren Dr. Kristian M. Müller Institut für Biologie III Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Einführung 1. Semester, WiSe 2007/2008

2 Historischer Überblick

3 Literatur Bilder aus: Taschenatlas der Biochemie, Thieme Taschenatlas der Genetik, Thieme Harper s Illustrated Biochemistry 26th edition, Lange Medical Books/McGraw-Hill wikipedia (Personen)

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5 Gregor Mendel Publizierte 1865 "Versuche über Pflanzen-Hybriden" Felix Hoppe-Seyler ( ), Begründer der Physiologischen Chemie, forschte seit 1861 in der ehemaligen Schlossküche in Hohentübingen. Entdeckte Hämoglobin. Friedrich Miescher ( ) Isolierte 1869 in Tübingen die menschliche Erbsubstanz und nannte sie Nuclein (1871 in Hoppe-Seylers Zeitschrift publiziert). Albrecht Kossel ( ) Entdeckte 1882 Guanin, 1886 Adenine, 1893 Thymin, 1894 Cytosine und 1900 Uracil. Nobelpreis 1910 In Anerkennung des Beitrages, den seine Arbeiten über Eiweißstoffe einschließlich der Nukleine für unsere Kenntnis der Chemie der Zelle geleistet haben.

6 Theodor Boveri ( ) Führt die Konstanz der Chromosomenzahl ein prägt den Begriff Centrosoma (Zentralkörperchen) und die Chromosomentheorie der Vererbung. Friedrich Weismann ( ) 1873 bis 1912 Ordinarius für Zoologie und Direktor des Zoologischen Institutes an der Universität Freiburg. Führt die Keimplasmatheorie ein. Die Continuität des Keimplasmas als Grundlage einer Theorie der Vererbung. Jena Richard Altmann ( ) Prägte 1889 den Begriff Nucleinsäuren. Über Nucleinsäuren. Archiv für Anatomie und Physiologie. Physiologische Abteilung. Leipzig, 1889, Wilhelm Johannsen ( ). Führte die Begriffe Gen, Phänotyp und Genotyp ein. Arvelighedslærens Elementer (Elemente der Vererbung) 1905.

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11 Chemischer Aufbau der Nukleinsäuren

12 Phosphat und Zucker

13 Die Basen Merkhilfe: DNA-Basen mit Y sind Pyrimidine

14 Nucleosid, Nucleotid und Nukleinsäure

15 Benennung der Basen und Nukleotide Koffein ist ein Trimethylxanthine (Purin Derivat)

16 Ladungsverteilung im ATP ATP im Detail

17 Biosynthese der Pyrimidin Basen

18 Biosynthese der Purin-Basen

19 Physiologische Bedeutung des Adenosin

20 ATP als energiereiche Verbindung Hydrolyse Engerie des ATP

21 ATP Synthese in der Atmungskette im Mitochondrium ATP-Synthase

22 camp ist ein Botenstoff cyclic AMP (camp) (second messenger)

23 Adenosin Derivate als Kofaktoren

24 Vom Nukleotid zur Nukleinsäure

25 Desoxyribonukleinsäure (DNS) Deoxribonucleic acid (DNA) ist ein Polymer 5 - pgpcptpa -3 GCTA

26 Kurzschreibweise

27 Ribonukleinsäure (RNA)

28 RNA und DNA RNA und DNA sind chemisch sehr ähnlich mit jedoch entscheidenden Unterschieden: RNA ist ein Ribose; DNA eine 2 -Deoxyribose RNA enthält Uracil; DNA enthält Thymin RNA bildet eher Einzelstränge und Sekundärstrukturen; DNA eher Doppelstränge RNA kann alkalisch zu 2,3 zyklischen Diestern der Mononukleotide hydolysiert werden; DNA hydrolysiert nicht. RNA kann als Katalysator wirken (z.b: Ribosom, Ribozymes ) RNA vermittel und prozessiert Information, DNA speichert Information

29 Basenpaarung

30 Die DNA Doppelhelix

31 Die DNA Doppelhelix

32 DNA Formen

33 Kodierender und Matrizen -Strang

34 Arten der RNA trna: Transfer RNA rrna: Ribosomale RNA mrna messenger RNA snrna small nuclear RNA dsrna: double stranded RNA mirna: micro RNA sirna: small interfering RNA

35 Struktur der Transfer RNA (trna)

36 Von der Nukleinsäure zum Genom

37 Vergleich von Genomgrößen

38 Bakteriophage X174

39 Escherichia coli

40 Chromatin im Menschen DNA und Histon Nucleosom

41 Chromatin Struktur

42 Chromatin Segmente

43 Vom Chromatin zum Chromosom

44 Vom Chromatin zum Chromosom

45 Techniken

46 Gelelektrophorese

47 Sequenzierreaktion nach Sanger (Cycle Sequencing)

48 Lesen der Sequenzierreaktion

49 Mutationen in Nukleinsäuren

50 Mutationen: Methylierung und Deaminieunrg

51 Mutation: Alkylierung

52 Mutation: Depurinierung

53 Mutation: UV induzierte Thymin Dimere

54 Ende