Wie unterscheidet sich eine Donorzelle bei der Konjugation von einer Rezipientenzelle und wie werden diese bezeichnet?
Die Donorzelle besitzt das konjugierbare F-Plasmid, die Rezipientenzelle nicht, sie werden als F+ (Donor) bzw. F–(Rezipient) bezeichnet.
Was für eine Funktion haben die tra-Gene bei der Konjugation und wozu wird der OriT benötigt?
Die tra-Gene codieren den Kontaktpilus und der OriT ist für den Beginn der Replikation des übertragenen F-Plasmids mittels des „Rolling-Circle“-Mechanismus verantwortlich.
Was ist der Unterschied wenn DNA durch Transformation oder mittels genereller Transduktion in eine Bakterienzelle übertragen wird.
Bei der Transformation wird die DNA direkt, bei der Transduktion mittels Bakteriophagen in eine Bakterienzelle übertragen.
Was haben IS-Elemente und Transposons gemeinsam und was unterscheidet sie voneinander?
Beide haben die Fähigkeit Insertionsmutationen hervorzurufen, indem sie in Gensequenzen mittels der durch sie codierten Transposase springen können.Transposons sind größer, sie bestehen aus IS-Elementen an beiden Enden und codieren zudem für Antibiotikaresistenzen.
Nennen Sie zwei Mechanismen mit denen Bakterien Mutationen in der DNA reparieren können?
Die Reparatur von Fehlpaarungen (z. B. durch die DNA-Adenin-Methyltransferase „Mismatch-Reparatur“) oder Entfernung modifizierter Basen (durch z. B. die O6-Methylguanin-DNA-Methyltransferasen).
Sie möchten mithilfe einer Mutagenese-Strategie die Gene identifizieren, die beim Bakterium Escherichia coli an der Biosynthese der Aminosäure Histidin verantwortlich sind. Wie würden Sie vorgehen?
Durch chemische Mutagene oder UV-Licht kann die Bildung von Mutationen in Escherichia coli ausgelöst werden. Mutationen, die die Histidinbiosynthese unterbinden, können durch Replika-Plattieren auf Glucose-Minimalplatten mit und ohne Histidin identifiziert werden.
Können Stoppmutationen und Missense-Mutationen auch in tRNA-Genen vorkommen?
Nein, da tRNA-Gene nicht translatiert werden.
Welche Reaktionsprodukte entstehen, wenn man DNA mit kurzwelligem UV-Licht bestrahlt und welche Auswirkung hat dies auf das Bakterium?
Thymindimere, die zu Fehlern bei der Replikation führen.
Was bedeutet es, wenn Punktmutationen spontan revertieren? Welcher Phänotyp ist dabei zu erwarten.
Es bedeutet, dass eine Mutation aufgehoben wird und der ursprüngliche Phänotyp des Wildtyps wieder hergestellt wird. Das kann durch eine identische Rückmutation zur ursprünglichen Basenabfolge erfolgen.
Welche Mutation führt häufiger zu Veränderungen eines Phänotyps, eine Nonsense-Mutation oder eine Missense-Mutation?
Eine Nonsense-Mutation, da sie zum Abbruch der Proteinsynthese und nicht nur zum Austausch einer Aminosäure führt.
Was ist ein Plasmid und wie ist es aufgebaut? Welche Vorteile kann es für ein Bakterium haben, solche Plasmide zu besitzen?
Ein Plasmid ist ein extrachromosomales genetisches Element, das weitervererbt wird, aber für das normale Wachstum entbehrlich ist. Auf Plasmiden sind oft Gene bzw. Gencluster codiert, die dem Bakterium in bestimmten Umgebungen oder unter bestimmten Umweltbedingungen einen Wachstumsvorteil verleihen, z.B. Antibiotika- und Schwermetallresistenzen sowie Virulenzgene.
Führt eine Frameshift-Mutation in einem Gen immer zum Verlust der Proteinfunktion?
Es kommt auf die Lokalisation der Mutation im Gen an. In der Regel kommt es zu einem Verlust der Proteinfunktion, da die Proteinsequenz durch die Leserasterverschiebung meist gravierend verändert wird. Dennoch kann die Proteinfunktion auch erhalten bleiben oder nur geringfügig verringert sein, wenn die Leserasterverschiebung z. B. am Ende des offenen Leserasters erfolgt und so nur wenige Aminosäuren von einer Veränderung betroffen sind, die für die Proteinfunktion nicht oder nur wenig von Bedeutung sein können.
Wie hoch beläuft sich ungefähr die spontane Mutationsrate in einer Bakterienzelle und wie kann sie verändert werden?
Die spontane Mutationsrate in einer Bakterienzelle beläuft sich ungefähr auf 10–9 bis 10–10 Austausche einzelner Nucleotide pro Basenpaar und Generation. Sie kann durch die Zugabe von mutagenen Substanzen (z. B.Nucleotidbasenanaloga, Basen-modifizierende oder DNA-interkalierende Agenzien) bzw. durch UV-Bestrahlung deutlich erhöht werden.
Hat eine Insertion von 6 bp zwischen der –10 und der –35 Region eine Auswirkung auf die Synthese des stromabwärts codierten Genproduktes?
Ja, die optimale Distanz zwischen beiden Promotorsequenzen durch die Insertion ist nicht mehr gegeben, so kann die Sigma-Untereinheit der RNA-Polymerase nicht oder nur sehr viel schlechter binden und somit die Transkription des stromabwärts gelegenen Gens nicht mehr oder nur sehr viel schlechter initiieren.
Was versteht man unter einer stillen Mutation und welches Nucleotid in einem Codon ist dabei meist verändert?
Eine stille Mutation hat keinen veränderten Phänotyp, d.h. die Proteinsequenz des mutierten Gens bleibt unverändert. Bei solchen Mutationen ist meist das dritte Nucleotid eines Codons verändert.
Definieren Sie den Begriff Genotyp. Wie können Sie herausfinden ob sich der Genotyp eines Gens verändert hat, obwohl keine Veränderung im Phänotyp feststellbar ist.
Der Genotyp ist durch die Nucleotidsequenz des Gens determiniert. Sie sequenzieren das Gen.
Worin unterscheiden sich die Begriffe Mutante und Mutation?
Eine spontane oder induzierte vererbbare Veränderung im Erbgut bezeichnet man als Mutation. Ein Organismus, der eine Mutation im Erbgut enthält, ist eine Mutante.
Mycoplasmen besitzen mit das kleinste Genom das wir kennen. Es codiert für rund 470 Gene. Bedeutet das, dass diese Anzahl an Genen ausreicht, um die einfachste Form vom selbstständigen Leben zu gewährleisten? Begründen Sie Ihre Antwort.
Nein. Mycoplasmen leben in eukaryotischen Zellen und synthetisieren z. B. keine Zellwand, die sie für eine freilebende Existenz benötigen würden.
Reicht die codierende Sequenz eines Enzyms aus, um die korrekte Synthese dieses Proteins zu gewährleisten? Begründen Sie Ihre Antwort!
Nein, zum korrekten Ablesen der Information werden noch Sequenzen im nicht codierenden Bereich am 5’- und 3’-Ende des offenen Leserasters (z. B. Promotor, Terminator) benötigt.
Wie bezeichnet man den Bereich in der bakteriellen Zelle, in der sich die chromosomale DNA konzentriert?
Nucleoid
Das ringförmige bakterielle Genom von Escherichia coli besteht aus 4,6·106 bp. Es ist in entwundener und aufgeschnittener Form rund 1 cm lang, doch die Bakterienzelle selbst beträgt nur 1–3 μm. Dennoch passt die DNA in die Bakterienzelle – wie?
Das ringförmige bakterielle Genom von Escherichia coli wird in 50 – 100 superhelikale Schleifen gewunden, die mit Hilfe von Nucleoid-assoziierten Proteinen fixiert werden.
