Prüfungshilfe VU Genetik II, Prof. Breitenbach et al.

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Inhaltsverzeichnis

Ausgearbeitete Fragenkatalog

Weitere Fragen und Ergänzungen/Korrekturen

Teil Breitenbach

Sauerstoffverbrauch von Hefezellen

Aus der Steigung der Kurve kann man mit der Angabe der maximalen Löslichkeit den Sauerstoffverbrauch pro Minute berechnen.

Allerdings fehlt noch die Anzahl der Zellen, die diesen Sauerstoff verbraucht haben.

Dazu benötigt man die anderen Angaben (200µl einer 10^-5 Verdünnung -> 100 Kolonien), ergibt nach meiner Rechnung 100*10^5/0,2ml = 5* 10^7 Zellen/ml

Da im Oxygraphen allerdings 2ml der Kolonie den Sauerstoff verbrauchen, muss man das ganze noch mal 2 nehmen.

Das Endergebnis sollte daher sein: x g/(min*(2*5*10^7)Zellen) O2 Verbraucht.

Die Oxygraphenkurve bei dem Beispiel finde ich auch ein wenig verwirrend, da man nicht genau sagen kann, welche Linie jetzt den Sauerstoffgehalt der Probe darstellt.

Ich nehme aber an, dass die schöne abfallende Gerade der O2-Gehalt ist und beträgt bei rho+ ca. 0.19 Einheiten/Minute und bei rho- ca. 0.033 Einheiten/Minute.

Wie im Praktikum muss man die max. O2-Konzentration erst auf Richtige Sauerstoffwerte umrechnen.

Somit wären 10mg/l ca. 6.8 Einheiten bei der ersten Skala und 6.5 Einheiten bei der zweiten Skala. (Die Kurven mit H2O beschriftet, dient der Kalibrierung des Oxygraphen).


rho+: O2 Verbrauch = 10µg/ml / 6.8 Einheiten * 2ml * 0.19 Einheiten/Minute = 5.59 * 10^-7 g/Minute

--> Pro Zelle = 5.59 * 10^-7 g/Minute / (2*5*10^7 Zellen) = 5.59 * 10^-15 g / (Minute* Zelle)


rho-: O2 Verbrauch = 10µg/ml / 6.5 Einheiten * 2ml * 0.033 Einheiten/Minute = 1.01 * 10^-7/Minute

--> Pro Zelle = 1.01 * 10^-7 g/Minute / (2*5*10^7 Zellen) = 1.01 * 10^-15 g / (Minute* Zelle)

Ich hoffe das stimmt so, auf Richtigkeit und/oder Vollständigkeit kann ich natürlich keine Gewähr geben.

Zum Vergleich, im Praktikum ca. 1.93*10^-14g/(Zelle*min) O2 Verbrauch.

--Tich 17:16, 30. Jan. 2008 (CET)

Worin bestehen die Unterschiede bzw. die Gemeinsamkeiten im Lebenszyklus von haploiden und diploiden Hefezellen?

Unterschiede
Nur diploide Hefezellen können Sporulation (Meiose) durchführen -> Ascus bestehend aus 4 Meiosporen
Nur haploide Hefezellen können eine Zygote formen -> Ausbildung von Shmoos, unterschiedliche Matingtypes (a und α) erforderlich
Nur haploide Hefezellen haben zwei unterschiedliche Matingtypen (a und α), bei diploiden Zellen lässt sich so eine Unterscheidung nicht treffen
Gemeinsamkeiten
Beide sind zur Mitose fähig
Sowohl haploide als auch diploide Hefezellen können sich vegetativ vermehren (Knospung)

Sie plattieren im Praktikum einen Mutantenstamm auf YPD Platten und auf YPG Platten. Mit dem dazugehörigen Wildtyp verfahren sie genauso. Interpretieren sie folgende Szenarien, begründen sie diese und erläutern, wann möglich, andere Möglichkeiten um dies zu beweisen.

  • Mutantenstamm wächst auf YPG nicht, Koloniengröße auf YPD ist kleiner als jene des Wildtyps auf YPD.
Eine petite Mutante (rho-minus oder rho-null), die einen Teil der mtDNA verloren und somit eine defiziente Atmungskette hat. Muss für die Proteinsynthese ATP in die Mitochondrien importieren und hat somit gegenüber dem Wildtyp einen entscheidenden Nachteil, da sehr viel weniger Energie produziert werden kann. Kann auf YPG nicht wachsen, da ein Überschuss von NADH entsteht, der beim WT über Atmung abgebaut wird.
  • Mutantenstamm wächst auf YPG nicht, Koloniengröße auf YPD ist gleich groß wie jene des Wildtyps auf YPD
Glukose ist ein wichtiges Stoffwechselprodukt und eine gute Energiequelle, muss auf dem YPG Medium selbst von den Hefezellen aus Glyzerin hergestellt werden. Ist eines der Enzyme, die zur Verwertung von Glycerin (Einführen in die Glykolyse) benötigt werden defekt, kann auf YPG kein Wachstum erfolgen. Auf YPD Medium hat eine solche Mutante allerdings keinen nachteil gegenüber dem WT.

Andere Möglichkeiten um diese Theorie zu beweisen: Messung des O2 Verbrauchs mit einem Oxygraphen.

Erklären sie anhand des von ihnen im Praktikum durchgeführten Beispiels den Begriff „funktionelle Komplementation“!

Im Praktikum wurde der Matingtyp mit Hilfe der "funktionellen Komplementation" bestimmt.

Die Methode der Wahl ist das Kreuzstempeln: Dabei werden die zu testenden Stämme auf ein Minimalmedium gebracht, auf dem sie aufgrund bestimmter Auxotrophien nicht wachsen können. Man vermischt sie nun mit einem zweiten Stamm („Testerstamm“), der gerade diese Auxotrophien nicht hat, jedoch durch andere auch nicht alleine auf diesem Medium wachsen kann. Haben der Testerstamm und unser Stamm den entgegengesetzten Matingtyp, so kommt es zum Mating und der entstandene diploide Stamm kann durch funktionelle Komplementation wachsen. Ist der Testerstamm jedoch vom gleichen Matingtyp, so wird es zu keinem Mating, zu keiner funktionellen Komplementation und damit zu keinem Wachstum kommen.

Mating von Hefestämmen und funktionelle Komplementation

Sie haben folgende Hefestämme:

  • YEB1: MATa, LEU2, ade2, his3
  • YEB2: MATα, leu2, ADE2, his3

Können sie mit Hilfe eines bestimmten Mediums diploide Zellen selektieren? Falls ja, mit welchem?

Welche Experimente müssen Sie durchführen, um folgenden Hefestamm herzustellen: MATa, LEU2, ADE2, his3?

Ja, diploide Zellen lassen sich mit einem Medium selektieren, dass kein Leucin und kein Adenin enthält, sehrwohl aber Histidin. Nur diploide Zellen aus den Stämmen YEB1 + YEB2 besitzen die Möglichkeit Adenin und Leucin selbst herzustellen und können somit auf dem Magelmedium wachsen, haploiden Zellen ist das nicht möglich.

Den dipl. Stamm (LEU2, ADE2, his3) auf ein Mangelmedium aufbringen -> Sporulation -> Ascus auflösen -> mit dem Mikromanipulator trennen -> 4 Tetraden auf YPD (=Vollmedium) inkubieren (um genügend Zellmaterial für weitere Experimente zur Verfügung zu haben)

Die zu testenden Stämme auf ein Minimalmedium aufbringen, wo sie wegen Auxotrophie nicht wachsen können und Kreuzstempeln mit einem Testerstamm, der diese Auxotrophien nicht hat, aber andere sodass er auf diesem Medium auch nicht alleine wachsen kann. Die zu testenden STämme auf Medium ohne leu, ade und his (Mangelmedium) aufbringen und kreuzweise mit einem neuen Stamm (MATα, leu2, ade2, HIS3) stempeln und inkubieren. Dort wo sich Wachstum ergibt (durch funktionelle Komplementation), befindet sich der gewünschte Stamm (MATa, LEU2, ADE2, his3).

Welche Tetradentypen kennen sie und durch welchen Mechanismus entstehen diese? Können rekombinante Tetradentypen auch ohne Crossing over entstehen? Falls ja, welche und durch welchen Mechanismus?

Tetradentypen: Parentaler Dityp, NonParentaler Dityp und Tetratyp.

  • Parentaler Dityp entsteht, wenn zwischen den beiden Markern kein Crossover bzw. 2n Crossover, die sich gegenseitig aufheben, stattgefunden haben und die Markerkombination immer noch zu 100% den Elterlichen gleichen.
  • NonParentaler Dityp entsteht, wenn zwischen den beiden Markern 2 Crossover, die sich nicht gegenseitig aufheben, stattgefunden haben und 0% der Markerkombinationen denen der Eltern entsprechen.
  • Tetratyp verlangt 1 Crossover zwischen einem Marker und seinem Centrosom, die Marker werden so kombiniert, dass anschließend 4 verschiedene Allelkombinationen auftreten, von denen 50% den Eltern gleichen. Liegen beide Marker auf dem gleichen Chromosom muss das Crossing over zusätzlich zwischen den beiden Markern stattfinden, sonst entsteht wieder ein PD.

NPD kann auch ohne Crossing over entstehen und zwar durch die unabhängige Segregation der parentalen Chromosomen während der Meiose I

Teil Bresgen

Wie lassen sich die unterschiedlichen Augenfarben bei der Mutanten cinnabar (cn), brown (bw) und white (w) erklären? Bei welcher dieser Mutanten kann durch Verfütterung von Vorstufen von Augenpigmenten die Wildtypaugenfarbe wiederhergestellt werden? Begründen sie ihre Antworten

  • Bei der Mutante cn ist ein Enzym im Syntheseweg der Omochrome (braune Farbstoffe) defekt, das Tier hat hell leuchtende rote Augen (Pterine verbleiben).
  • Bei der Mutante bw ist ein Enzym im Syntheseweg der Pterine (hell leuchtende rot/orange Farbstoffe) defekt, das Tier hat braune Augen (Omochrome verbleiben).
  • Bei der Doppelmutante cn;bw sind weder Omochrome noch Pterine vorhanden, das Tier hat weiße Augen.

Diese Mutanten haben bei Verfütterung der richtigen Vorstufe der Augenpigmente im Larvenstadium Wildtyp Augen, die Enzymdefekte werden so praktisch aufgehoben.

  • Bei der Mutante w ist das Protein zur Bindung der Farbstoffe in den Augen defekt, hier kann auch bei Verfütterung von Vorstufen keine Pigmentierung der Augen erreicht werden. Im Larvenstadium lassen sich jedoch sowohl Omochrome als auch Pterine nachweisen, diese sind im adulten Tier bereits abgebaut.

Ausarbeitung von Kreuzungsquadraten (autosomaler Erbgang und nicht-autosomaler Erbgang)

1.) SIE KREUZEN EIN HOMOZYGOTES MINIATURE-WEIBCHEN (DER STAMM MINIATURE IST AUS DEM KURS BEKANNT. ZUR ERINNERUNG: MUTANTE WMF!) MIT EINEM HOMOZYGOTEN AUGENWULST-MÄNNCHEN (DAS ALLEL FÜR „AUGENWULST“ IST AUF CHROMOSOM II LOKALISIERT; HOMOZYGOTE TIERE WEISEN DEFORMIERTE AUGEN AUF.)

--> nicht - autosomaler Erbgang!

  • P x P

Männchen mit Genotyp X/Y;awu/awu und Weibchen mit Genotyp Xmin/Xmin;+/+

  • Kreuzungsquadrat für F1

M/W Xmin; +

X; awu Xmin/X; +/awu

Y; awu Xmin/Y; +/awu

--> Beim Männchen prägt sich das miniature-Merkmal aus, da es hemizygot dafür ist!! Das Merkmal awu prägt sich hier nicht aus + die Augen sind WT!

  • F1 x F1

Xmin/X;+/awu x Xmin/Y;+/awu


  • Kreuzungsquadrat für F2

M/W Xmin;+ Xmin;awu X;+ X;awu

Xmin;+ Xmin/Xmin;+/+ Xmin/Xmin;awu/+ X/Xmin;+/+ X/Xmin;awu/+

Xmin;awu Xmin/Xmin;+/awu Xmin/Xmin;awu/awu X/Xmin;+/awu X/Xmin;awu/awu

Y;+ Xmin/Y;+/+ Xmin/Y;awu/+ X/Y;+/+ X/Y;awu/+

Y;awu Xmin/Y;+/awu Xmin/Y;awu/awu X/Y;+/awu X/Y;awu/awu

  • Auswertung:

6 WT : 6 min : 2 awu : 2 min+awu (das sind die 2 Genotypen Xmin/Xmin;awu/awu und Xmin/Y;awu/awu --> beim zweiten aufgrund der Hemizygotie)

2.) SIE KREUZEN EIN HOMOZYGOTES BROWN-MÄNNCHEN (BW LOKALISIERT AUF CHROMOSOM II) MIT EINEM HOMOZYGOTEN SCARLET –WEIBCHEN (ST LOKALISIERT AUF CHROMOSOM III). GEBEN SIE DEN ERBGANG (F1 UND F2 GENERATION) UND DIE VERHÄLTNISSE DER PHÄNOTYPEN IN DER F1 UND F2 AN.

--> autosomaler Erbgang

  • P x P:

Männchen mit Genotyp: bw/bw ; +/+ und Weibchen mit Genotyp: +/+; st/st

  • Kreuzungsquadrat (für F1):

M/W +; st

bw; + +/bw; st/+

--> Interpretation: doppelt heterozygot, also ist F1-Generation uniform.

  • F1 x F1

4 Varianten:

+; st bw; + +; + bw; st

  • Kreuzungsquadrat (für F2)

M/W +;st bw;+ +;+ bw;st

+;st +/+;st/st bw/+;+/st +/+;+/st bw/+;st/st

bw;+ +/bw;st/+ bw/bw;+/+ +/bw;+/+ bw/bw;st/+

+;+ +/+;st/+ bw/+;+/+ +/+;+/+ bw/+;st/+

bw;st +/bw;st/st bw/bw;+/st +/bw;+/st bw/bw;st/st


  • Interpretation:

9 WT : 3 st : 3 bw : 1 Doppelmutante (also bwst)

(Ausgearbeitet von Cherry)



Prüfung vom 22.10.09:

Teil Eckl:

1) Beschreiben Sie die Stadien der Prophase und die Vorgänge die dabei ablaufen.

2) Beschrieben Sie die Reaktionen der Feulge-Färbung.

3) In welchem Stadium der Meiose werdend ie Chiasmen aufgelöst?

4) Was versteht man unter Heterochromatin und wozu dient es?


Prüfung vom 05.02.2010

Teil Eckl:

  1. Beschreiben Sie die Unterschiede der Mitose und Meiose
  2. Beschrieben Sie die Reaktionen der Karminsäure-Färbung
  3. Wie erkennt man eine Metaphase I?
  4. Was versteht man unter Konstituivem Heterochromatin?

Teil Breitenbach:

  1. Tetradentypen ermitteln. Verteilung PD:NPD:TT (Achtung Reihenfolge kann wechseln) war gegeben. Erläutern des Ergebnis (Centromerkopplung)
  2. Welche Möglichkeiten gibt es einen Titer zu bestimmen
  3. Möglichkeiten der Genübertragung bei Bakterien
  4. Begriffe erläutern: Tetrade, Ascus,..

Teil Bresgen:

  1. Kreuzungsquadrat ausarbeiten
  2. Begriffe in Zusammenhang setzen: Phänotyp, Allel, Expressivität, Polygenie
  3. Lebenszyklus Drosophila melongaster

Prüfung vom 16.12.2011

Teil Eckl:

  1. Beschreiben Sie die Prophase I der Meiose und welche Mechanismen sind für die Rekombination verantwortlich?
  2. Beschreiben Sie die Feulgen-Färbereaktion.
  3. Wie erkennt man eine Metaphase I unter dem Mikroskop?
  4. Was versteht man unter Konstituivem Heterochromatin?

Teil Bresgen:

  1. Begriffe in Zusammenhang setzen: Allel, Phänotyp, Heterozygot
  2. Wie erklären Sie sich die unterschiedliche Ausprägung von Phänotyp zu Genotyp bei verkrüppelten Flügelpaaren?
  3. Kreuzungquadrat: PxP = X+/Y ; ey/ey x Xv/Xv ; +/+
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