Methoden der Gentechnik und Gelelektrophorese

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Questions and Answers

Was bewirken Restriktionsenzyme in der DNA?

  • Sie schneiden spezifische DNA-Sequenzen. (correct)
  • Sie reparieren beschädigte DNA.
  • Sie synthetisieren DNA.
  • Sie kopieren DNA-Sequenzen.

Ein Restriktionsenzym kann sowohl innerhalb als auch außerhalb der DNA schneiden.

False (B)

Nennen Sie ein Beispiel für ein Restriktionsenzym.

EcoRI

Die Methode der ______ wird verwendet, um DNA-Stücke nach ihrer Größe aufzutrennen.

<p>Gelelektrophorese</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Restriktionsenzyme ihren Eigenschaften zu:

<p>HaeIII = Schneidet DNA glatt TaqI = Schneidet DNA mit Überhang EcoRI = Bildet sticky ends</p> Signup and view all the answers

Welches Enzym wird verwendet, um DNA-Fragmente dauerhaft zu verbinden?

<p>Ligase (C)</p> Signup and view all the answers

Sticky ends können sich mit anderen komplementären DNA-Stücken verbinden.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptfunktion von Restriktionsendonukleasen?

<p>Sie schneiden DNA innerhalb der Stränge.</p> Signup and view all the answers

Welches Element wandert in einem elektrischen Feld zur Anode?

<p>negativ geladene DNA-Stücke (C)</p> Signup and view all the answers

Die PCR wird nur für Vaterschaftstests verwendet.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Nenne die drei Hauptschritte der PCR.

<p>Denaturierung, Primer-Hybridisierung, Synthese</p> Signup and view all the answers

Für die PCR benötigt man _____, die als Bausteine für neue DNA-Stränge fungieren.

<p>Nukleotide</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die folgenden Begriffe mit ihren Beschreibungen zu:

<p>Denaturierung = Trennung der doppelsträngigen DNA durch Erhitzen Primer-Hybridisierung = Bindung der Primer an die Einzelstränge Synthese = Erzeugung neuer DNA-Stränge durch Polymerase Gelelektrophorese = Auftrennung der DNA-Stücke nach Größe</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt die Temperatur von 72 °C während der PCR?

<p>Die Polymerase fügt Nukleotide hinzu. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Verfahren wird verwendet, um DNA-Stücke nach der Amplifikation zu trennen?

<p>Gelelektrophorese (A)</p> Signup and view all the answers

Die Hybridisierungstemperatur ist nicht wichtig für die PCR.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein Anwendungsmöglichkeit der PCR außer Vaterschaftstests?

<p>Identifikation von Krankheitserregern</p> Signup and view all the answers

Ein Vaterschaftstest vergleicht die DNA des Kindes ausschließlich mit der DNA des Vaters.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Was sind SNPs?

<p>Single nucleotide Polymorphisms</p> Signup and view all the answers

Der __________ ist ein Mass für die Anzahl der Wiederholungen in Mikrosatelliten.

<p>Bandenmuster</p> Signup and view all the answers

Ordnen Sie die Begriffe den entsprechenden Definitionen zu:

<p>PCR = Verfahren zur Vervielfältigung von DNA Restriktionsenzyme = Schneiden spezifische DNA-Sequenzen Mikrosatelliten = Spezielle Bereiche auf Chromosomen RFLP = Technik zur Analyse der DNA-Fragmentlängen</p> Signup and view all the answers

Was ist der Korrektheitsgrad bei einem Vaterschaftsnachweis?

<p>Die DNA des Kindes ist eine Mischung aus der DNA beider Elternteile (B)</p> Signup and view all the answers

Restriktionsenzyme sind wichtig für die Herstellung von SNPs.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die Länge der DNA-Stücke gemessen?

<p>In Basenpaaren (Bp)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Gelelektrophorese

Die Trennung von DNA-Fragmenten anhand ihrer Größe in einem Gel unter Einfluss eines elektrischen Feldes.

Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Verfahren zur Vervielfältigung von DNA-Abschnitten.

DNA-Wanderung in der Gelelektrophorese

Die DNA-Stücke wandern im elektrischen Feld in Richtung der positiven Elektrode.

Größe beeinflusst die Wanderungsgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit, mit der sich ein DNA-Stück im Gel bewegt, hängt von seiner Größe ab; kleinere Stücke bewegen sich schneller.

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Denaturierung in der PCR

Der Schritt der PCR, bei dem die DNA-Doppelstränge durch Hitze getrennt werden.

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Primeranlagerung in der PCR

Der Schritt der PCR, bei dem sich die Primer an die Einzelstränge der DNA binden.

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Synthese (PCR)

Die DNA-Polymerase nutzt die Primer als Ausgangspunkt und synthetisiert einen neuen komplementären DNA-Strang.

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Primer in der PCR

Kurze DNA-Abschnitte, die als Startpunkt für die DNA-Synthese in der PCR dienen.

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Was sind Restriktionsenzyme?

Restriktionsenzyme sind Enzyme, die spezifische DNA-Sequenzen erkennen und schneiden können. Sie dienen als molekulare Scheren, die DNA gezielt zerschneiden.

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Was sind Palindrome in der DNA?

Restriktionsenzyme schneiden die DNA an Stellen, die als Palindrome bezeichnet werden. Das bedeutet, dass die Sequenz auf beiden Strängen von 5' nach 3' gelesen gleich ist.

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Wozu dienen Restriktionsenzyme in Bakterien?

Restriktionsenzyme werden von Bakterien als Abwehrmechanismus gegen Viren eingesetzt. Sie schneiden die virale DNA und verhindern so eine Infektion.

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Was ist der Unterschied zwischen Endonukleasen und Exonukleasen?

Endonukleasen schneiden innerhalb der DNA-Stränge, während Exonukleasen von den Enden her schneiden.

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Wie funktioniert HaeIII?

HaeIII ist ein Restriktionsenzym, das eine bestimmte Basensequenz in der DNA erkennt und die DNA glatt durchschneidet. So entstehen glatte Enden.

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Wie funktioniert TaqI?

TaqI ist ein Restriktionsenzym, das die DNA nicht glatt, sondern mit einem Überhang von zwei Basen schneidet.

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Was sind 'sticky ends'?

EcoRI ist ein Restriktionsenzym, das einen Vierbasen-Überhang an der Schnittstelle erzeugt. Diese Überhänge nennt man auch 'sticky ends'.

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Was macht Ligase?

Ligase ist ein Enzym, das die Zucker-Phosphat-Rückgrate von DNA-Fragmenten verbindet, um sie dauerhaft zusammenzufügen.

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Primerfunktion beim genetischen Fingerabdruck

Primer sind kurze DNA-Sequenzen, die an die komplementären Mikrosatellitenabschnitte der DNA binden. Diese Bindung ermöglicht die Vervielfältigung nur dieser spezifischen DNA-Abschnitte.

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Elektrophorese im genetischen Fingerabdruck

Mithilfe der Elektrophorese werden die vervielfältigten DNA-Stücke nach ihrer Länge getrennt. Die Länge der einzelnen DNA-Stücke wird in Basenpaaren (Bp) gemessen.

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Mikrosatelliten und Bandenmuster

Die Anzahl der Wiederholungen in den Mikrosatelliten bestimmt die Länge der DNA-Stücke. Diese Längenunterschiede führen zu einem individuellen Bandenmuster, das als genetischer Fingerabdruck bezeichnet wird.

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Identifizierung des Täters

Durch den Vergleich des genetischen Fingerabdrucks der am Tatort gefundenen DNA mit dem des Verdächtigen kann die Identität des Täters bestimmt werden.

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Diploider Chromosomensatz

Jedes Individuum besitzt zwei Chromosomensätze, einen von der Mutter und einen vom Vater. Dies führt zum diploiden Chromosomensatz.

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Vaterschaftsnachweis

Bei der Vaterschaftsanalyse werden die Mikrosatellitenbereiche der DNA des Kindes mit denen der möglichen Väter verglichen. Die Übereinstimmung der Mikrosatellitenmuster ermöglicht die Feststellung der biologischen Vaterschaft.

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Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)

SNPs sind Punktmutationen in der DNA, die einen Unterschied in einer einzigen Base zwischen verschiedenen Individuen verursachen.

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Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismen (RFLPs)

RFLPs sind Unterschiede in der Länge von DNA-Fragmenten, die durch Restriktionsenzyme, die an spezifischen Stellen schneiden, entstehen. SNPs können zu RFLPs führen, wenn sie eine Restriktionsschnittstelle verändern.

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Study Notes

Methoden der Gentechnik

  • Restriktionsenzyme: Enzyme, die spezifische DNA-Sequenzen erkennen und schneiden (palindromisch).
  • Sie dienen als molekulare Schere.
  • Restriktionsendonukleasen schneiden innerhalb der DNA-Stränge.
  • Exonukleasen schneiden von außen.
  • Erkennungssequenz: Bestimmen die Spezifität des Enzyms.
  • Schnittstellen: Glatte Enden oder sticky ends (Überhänge).
  • EcoRI: Ein Restriktionsenzym mit 6 Basen Erkennungssequenz und sticky ends.
  • TaqI: Ein Restriktionsenzym mit einer 4 Basen Erkennungssequenz, die eine andere Schnittkante erzeugt.

Gelelektrophorese

  • Methode zur Trennung von DNA-Fragmenten nach Größe.
  • Agarose-Gel: Das Gel ist ein dreidimensionales Netz.
  • Vorgehen: DNA-Proben werden in Geltaschen pipettiert.
  • Elektrisches Feld: Negative DNA-Fragmente wandern zum positiven Pol (Anode).
  • Kleinere Stücke wandern schneller als größere.
  • Färbung: Färben der DNA-Stücke, um sie sichtbar zu machen (z.B. unter UV-Licht, nach Einfärben).
  • Referenzmarkierungen: Bekannte Größen dienen als Maßstab um die Größe der DNA-Fragmente zu messen.

PCR (Polymerase Chain Reaction)

  • Methode zur Vervielfältigung von DNA-Stücken.
  • Zutaten: DNA-Probe, Nukleotide, Hitzestabile Polymerase, Primer (kurze DNA-Stücke).
  • Schritte: Denaturierung (Trennung der DNA-Stränge), Primer-Anlagerung, Synthese.
  • Tm: Die Schmelztemperatur von Primern.
  • Anwendungen: Vaterschaftstests, Kriminalistik, Identifizierung von Krankheitserregern.

DNA-Fingerprinting

  • Einzigartige, genetische Merkmale einer Person.
  • Mikrosatelliten: DNA-Abschnitte mit Wiederholungen kurzer Basensequenzen.
  • Anzahl der Wiederholungen variiert zwischen Individuen.
  • Anwendung: Ermittlung eines genetischen Fingerabdrucks.

Genetische Modifikation / Gentechnik

  • Methoden: Gentransfer, Selektierung, CRISPR/Cas9
  • Transformation: Einführen von Fremd-DNA in Organismen.
  • Vektoren: Plasmide oder Viren, die Fremd-DNA transportieren.
  • Restriktionsenzyme: Schnittstellen in DNA erzeugen, dort werden Gene eingesetzt.
  • Selektion: Ausgewählte Organismen mit gewünschter Eigenschaft.
  • Vorteile und Nachteile: Erhöhtes Ertragspotenzial, aber auch umstrittene ethische und ökologische Aspekte.

GMOs (Genetisch Modifizierte Organismen) / GVOs

  • Pflanzen, Tiere oder Mikroorganismen mit verändertem Genom.
  • Anwendungen in Landwirtschaft, Medizin, Umwelt.

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