VO Einführung in die molekulare Genetik, Prof. Frischauf, alte Prüfungsfragen

Aus BioSalzburg

Molekulare Genetik Prüfung 2. 7. 07

• 1. DNA Sequenzierung kann über Basen-spezifischen Kettenabbruch in der Synthese (Sanger) und über Basen-spezifische Erkennung des Einbaus (454 Methode/Pyrosequencing) erfolgen. Bitte kurze Antworten, die die wesentlichen Vorgänge und Komponenten beschreiben. Zeichnungen mit Beschriftung möglich.
  • a) Wie funktioniert Sanger Sequenzierung? Welche Komponenten müssen in der Reaktionslösung vorhanden sein? Puffer und was alles noch?
  • b) Wie funktioniert Pyrosequeneing ? (ohne die genaue enzymatische Reaktion, die ATP erzeugt)
  • c) Bei der automatischen Sanger Methode wird lineare PCR verwendet. In welchem Schritt? Weshalb?
  • d) Wie funktioniert lineare PCR? Wieviel Moleküle erhält man, wenn man von 1000 Molekülen ausgeht und durch 30 Zyklen geht (theoretisch)?

• 2. Telomere
  • a) Was sind Telemere, welche Sequenzen sind in Telomeren enthalten?
  • b) Warum sind spezielle Telomersequenzen notwendig? Warum nicht einfach Kettenabbruch?
  • cd) Was ist Telomerase, aus welchen Komponenten besteht sie und welche Reaktion katalysiert sie?

• 3. Eukaryotische Transkription
  • a) wieso kann ein Transkriptionsfaktor an eine spezifische DNAsequenz binden, wenn ein geschlossener Doppelstrang vorliegt dh die Wasserstoffbrücken der Basen bereits geformt sind?
  • b) Was für Sequenzen gibt es in einem eukaryotischen Promoter, wodurch unterscheidet er sich von einem prokaryotischen Promoter?
  • c) Was für Funktionen werden von den verschiedenen Komponenten der RNA Pol 11 und anderen Teilen des Transkriptionskomplexes erfüllt? ( Keine Aufzählung der einzelnen Komponenten mit Namen)
  • d) Was für eine Rolle spielen Nueleosomen bzw ihre Komponenten in der Transkriptionskontrolle?

• 4. In menschlichen Genom und im Mausgenom gibt es eine Familie von repetitiven Sequenzen, die miteinander verwandt sind, mit dem Namen Alu (im Menschen) bzw. B1 in der Maus.
  • a) Kodieren menschliche Alu Sequenzen für ein Protein?
  • b) Wieviele Kopien davon gibt es ungefähr im menschlichen Genom: 10, 1000, 1000 000?
  • c) Haben sie alle die gleiche Sequenz? Warum?
  • d) Sind die Kopien an vergleichbaren Stellen in Mensch und Maus (wenn man ein kleines Stück Genom betrachtet, zum Beispiel die Umgebiung von einigen nebeneinander liegenden Genen. die in Mensch und Maus in derselben Anordnung vorkommen). Warum?

Molekulare Genetik Prüfung 4. 3. 2010

• 1. Klonieren, Analysieren
  • a) Sie haben ein Plasmid (origin of replication, Antibiotikaresistenz, BamH1 Schnittstelle), geschnitten mit dem Restriktionsenzym BamH1. Sie haben auch irgendein anderes lineares DNA Fragment A mit geschnittenen BamH1 Enden an beiden Seiten. Sie ligieren eine Mischung der beiden DNA Fragmente zusammen. Welche verschiedenen Produkte können Sie erhalten? (Tip: alle Bam H1 Enden sind komplementär, nicht gerichtet, und können miteinander verbunden werden, auch zirkuläre Moleküle können entstehen, auch Moleküle aus mehr als 2 Ausgangsfragmenten können entstehen. Was Sie haben wollen ist für die Beantwortung der Frage irrelevant. Was kriegen Sie?)
  • b) Sie haben eine Mischung aus DNAs von vielen hunderten Plasmiden, von denen nur ganz wenige eine Mutation haben, die eine sonst vorhandene BamH1 Schnittstelle zerstört. Sie wollen so einfach wie möglich diese Plasmide isolieren, ohne Gelelektrophorese. Dabei gehen Sie von der gemischten Plasmid DNA aus die wieder in E.coli transformiert wird. Welcher Schritt ist vor der Transformation notwendig, um das gewünschte Resultat zu erreichen? (Wichtige Information: nur zirkuläre Plasmide können gut E.coli Zellen transformieren. Bitte aufpassen, Sie wollen kein nsert klonieren.)
  • c) Sie wollen ein DNA Fragment in einem Lambda Vektor klonieren. Brauchen Sie dafür eine Antibiotikaresistenz im Lambdaphagenvektor? Warum oder warum nicht?
  • d) Cosmidvektoren sind Plasmide, die die cos Sequenzen aus dem Phagen Lambda beinhalten. Wöfür werden die gebraucht? - kurze Beschreibung. Braucht ein cosmid eine Resistenz gegen ein Antibiotikum? Warum?

• 2. Hybridisierung

Bei der Hybridisierung von DNA gibt es kinetische (Reaktionsgeschwindigkeit) und Gleichgewichtsaspekte (Stabilität)

• • a) Wovon hängt die Hybridisierungsgeschwindigkeit stark ab und warum?
  • b) Wovon hängt die Stabilität der Doppelhelix ab und warum?
  • c) Wenn man menschliche DNA in geeignete Stücke schneidet (zB. 500bp), denaturiert und dann unter Hybridisierungsbedingungen renaturieren lässt, hybridisieren nicht alle Sequenzen gleich schnell. Welche Arten von Sequenzen gibt es in der DNA und in welcher Reihenfolge hybridisieren sie?
  • d) Wenn Sie genomische DNA von Mensch, Maus, Rind, Drosophila und Hefe mit demselben Restriktionsenzym schneiden und mit den DNAs einen Southern Blot machen, den Sie mit einer kodierten cDNA deines durchschnittlichen Einzelkopiegens unter Standardbedingungen hybridisieren: in welchen Bahnen werden Sie wahrscheinlich Banden sehen? Ist es wahrscheinlich, dass die Banden in den verschiedenen Bahnen dieselbe Größe haben? Warum oder warum nicht?

• 3. Enzyme
  • a) Welcher Vorgang wird durch Helikasen durchgeführt und wieso ist dafür ATP notwendig?
  • b) Welche Eigenschaft haben Telomerase und reverse Transkriptase gemeinsam?
  • c) Geben Sie Beispiele für einzelne Proteine, die DNA sequenz-spezifisch binden und begründen Sie, warum das für die Funktion des Proteins notwendig ist. (mindestens 2)
  • d) Geben Sie Beispiele für Proteine (nicht Komplexe), die DNA nicht sequenz-spezifisch binden und begründen Sie, warum das für die Funktion des Proteins notwendig ist. (mindestens 2)

• 4. Rekombination
  • a) Was ist ein Transposon?
  • b) Was versteht man unter site specific recombination? Beschreiben Sie das Prinzip und geben Sie ein Beispiel.
  • c) Was sind die molekularen Schritte in der homologen Rekombination? (kurz)
  • d) Was ist homologous end joining und nonhomologous end joining von Doppelstrangbrüchen und wozu wird es gebraucht?