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Vorlesung
Eins@FU: V Genetik und Zellbiologie
Daniel Schubert, Stephan Sigrist
Hinweise für Studierende
Liebe Studierende bei Eins@FU, bitte beachten Sie, dass für Sie dieses Modul ohne das beim Bachelor- und Kombibachelorstudiengang Biologie obligatorische Praktikum stattfindet! Falls Sie doch Interesse an einem Praktikumsplatz haben, können Sie sich bei der Liveverteilung auf Restplätze bewerben. Die Zeiten und Orte der Verteilungen finden Sie auf unserer Verteilungswebseite
Zusätzliche Modulinfos: Modulbeschreibung Genetik und Zellbiologie (BM)
UN Sustainable Development Goals (SDGs): 15
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Inhalt:
In der Vorlesung werden die Grundlagen der klassischen und molekularen Genetik gelehrt. Die Inhalte der Vorlesung sind:
(1) Einführung in die klassische Genetik, Mendelsche Gesetze und erweiterte Vererbungsregeln: Kurze Geschichte der Genetik, Mendelsche Gesetze, dominant-rezessiv, heterozygot-homozygot, monohybrider und dihybrider Erbgang, Phänotyp-Genotyp, Allelie, ungekoppelte Vererbung, Punnett-Schema, Produktregel und Summenregel, gekoppelte Vererbung und Rekombination, Unvollständige Dominanz, Kodominanz, Pleiotropie, Polygenie, Epistasie, Expressivität und Penetranz, Suppression, Modifikation
(2) Nicht-Mendelsche Vererbung: Stammbaumanalysen beim Menschen, geschlechtsgekoppelte Vererbung, Geschlechtsdeterminierung bei Drosophila und Säugern, Extrachromosomale/Cytoplasmatische Vererbung, Letalfaktoren, X-Inaktivierung und Imprinting, Meiotische Drift, Hemizygotie, Komplexe Erbgänge, Stammbaumanalysen beim Menschen
(3) DNA Struktur und Topologie, Chromosomenstruktur: Chromosomentheorie der Vererbung, Transformation (Versuche von Griffith; Avery, MacLeod und McCarty; Hershey und Chase), Zentrales Dogma, DNA- und RNABausteine, Struktur Doppelhelix, DNA-Topologie, Chromosomenstruktur, Nucleosomen, Eu- und Heterochromatin, Histone, Solenoid-Modell, Genomgrößen, Low und high copy DNA
(4) Genome, Zellzyklus und Replikation, Mitose: Zellzyklus, semikonservative Replikation, Ablauf der Replikation bei Pro- und Eukaryoten, Enzymatische Aktivitäten (Primase, DNA-Polymerase, Topoisomerase, etc.), Telomere, Telomerase, Mitose
(5) Meiose und Rekombination, Transposition: Meiose, Crossing Over, synaptonemaler Komplex, Homologe Rekombination, Tetradenanalyse, Holliday-, Meselson-Radding- und DSB-Modelle der Rekombination, Enzymatik der Rekombination, DNA-Mismatch-Reparatur, Konservative sequenzspezifische Rekombination, Genkartierung, Zwei- und Dreifaktorkreuzung; Molekulare MarkerTransposons, Retroviren
(6) Bakterien- und Bakteriophagengenetik: Konjugation, Transformation, Bakteriophagen, allgemeine und spezielle Transduktion, F-Plasmid, Hfr-Stämme
(7) Transkription: Genetischer Informationstransfer, RNA-Typen, RNA Polymerasen, Promotoren, Initiation, Elongation und Termination der Transkription bei Pro- und Eukaryoten, RNA-Prozessierung (Capping, Splicing, Polyadenylierung), RNA-Editing
(8) Regulation der Genexpression: Genregulation bei Prokaryonten: Operator, Repressor, das lac Operon, positive und negative Regulation, Genregulation bei Eukaryonten: Promoterstrukturen, Enhancer, Transkriptionsfaktoren, Histone, Chromatin, Signaltransduktion
(9) Translation: Entschlüsselung des Genetischen Codes, tRNA, Ribosomen, Biochemie der Translation, Unterschiede Pro- und Eukaryonten, Beispiele translationeller Regulation
(10) Mutation und Reparatur: Spontane und induzierte Mutationen, Punktmutationen, Transition/Transversion, Chromosomen- und Genommutationen, Keimbahn- und somatische Mutationen, Mutationsfrequenzen, DNAReparaturmechanismen, Strangbruchreparatur
(11) Populationsgenetik, Quantitative Genetik und Evolution: Phänotyp-, Allel- und Genotypfrequenzen in einer Population, Hardy-Weinberg-Gesetz, Zufallspaarung, Inzucht, quantitative Merkmale, Reaktionsnorm, Selektion, Adaption, Artbildung
(12) Zellbiologie: Zelluläre Kompartimente (u.a. Zellkern, Endoplasmatisches Retikulum, Vakuole, Mitochondrien, Chloroplasten), zelluläre Strukturen, zellulärer Transport, Proteinsorting Schließen
In der Vorlesung werden die Grundlagen der klassischen und molekularen Genetik gelehrt. Die Inhalte der Vorlesung sind:
(1) Einführung in die klassische Genetik, Mendelsche Gesetze und erweiterte Vererbungsregeln: Kurze Geschichte der Genetik, Mendelsche Gesetze, dominant-rezessiv, heterozygot-homozygot, monohybrider und dihybrider Erbgang, Phänotyp-Genotyp, Allelie, ungekoppelte Vererbung, Punnett-Schema, Produktregel und Summenregel, gekoppelte Vererbung und Rekombination, Unvollständige Dominanz, Kodominanz, Pleiotropie, Polygenie, Epistasie, Expressivität und Penetranz, Suppression, Modifikation
(2) Nicht-Mendelsche Vererbung: Stammbaumanalysen beim Menschen, geschlechtsgekoppelte Vererbung, Geschlechtsdeterminierung bei Drosophila und Säugern, Extrachromosomale/Cytoplasmatische Vererbung, Letalfaktoren, X-Inaktivierung und Imprinting, Meiotische Drift, Hemizygotie, Komplexe Erbgänge, Stammbaumanalysen beim Menschen
(3) DNA Struktur und Topologie, Chromosomenstruktur: Chromosomentheorie der Vererbung, Transformation (Versuche von Griffith; Avery, MacLeod und McCarty; Hershey und Chase), Zentrales Dogma, DNA- und RNABausteine, Struktur Doppelhelix, DNA-Topologie, Chromosomenstruktur, Nucleosomen, Eu- und Heterochromatin, Histone, Solenoid-Modell, Genomgrößen, Low und high copy DNA
(4) Genome, Zellzyklus und Replikation, Mitose: Zellzyklus, semikonservative Replikation, Ablauf der Replikation bei Pro- und Eukaryoten, Enzymatische Aktivitäten (Primase, DNA-Polymerase, Topoisomerase, etc.), Telomere, Telomerase, Mitose
(5) Meiose und Rekombination, Transposition: Meiose, Crossing Over, synaptonemaler Komplex, Homologe Rekombination, Tetradenanalyse, Holliday-, Meselson-Radding- und DSB-Modelle der Rekombination, Enzymatik der Rekombination, DNA-Mismatch-Reparatur, Konservative sequenzspezifische Rekombination, Genkartierung, Zwei- und Dreifaktorkreuzung; Molekulare MarkerTransposons, Retroviren
(6) Bakterien- und Bakteriophagengenetik: Konjugation, Transformation, Bakteriophagen, allgemeine und spezielle Transduktion, F-Plasmid, Hfr-Stämme
(7) Transkription: Genetischer Informationstransfer, RNA-Typen, RNA Polymerasen, Promotoren, Initiation, Elongation und Termination der Transkription bei Pro- und Eukaryoten, RNA-Prozessierung (Capping, Splicing, Polyadenylierung), RNA-Editing
(8) Regulation der Genexpression: Genregulation bei Prokaryonten: Operator, Repressor, das lac Operon, positive und negative Regulation, Genregulation bei Eukaryonten: Promoterstrukturen, Enhancer, Transkriptionsfaktoren, Histone, Chromatin, Signaltransduktion
(9) Translation: Entschlüsselung des Genetischen Codes, tRNA, Ribosomen, Biochemie der Translation, Unterschiede Pro- und Eukaryonten, Beispiele translationeller Regulation
(10) Mutation und Reparatur: Spontane und induzierte Mutationen, Punktmutationen, Transition/Transversion, Chromosomen- und Genommutationen, Keimbahn- und somatische Mutationen, Mutationsfrequenzen, DNAReparaturmechanismen, Strangbruchreparatur
(11) Populationsgenetik, Quantitative Genetik und Evolution: Phänotyp-, Allel- und Genotypfrequenzen in einer Population, Hardy-Weinberg-Gesetz, Zufallspaarung, Inzucht, quantitative Merkmale, Reaktionsnorm, Selektion, Adaption, Artbildung
(12) Zellbiologie: Zelluläre Kompartimente (u.a. Zellkern, Endoplasmatisches Retikulum, Vakuole, Mitochondrien, Chloroplasten), zelluläre Strukturen, zellulärer Transport, Proteinsorting Schließen
Literaturhinweise
(1) Introduction to Genetic Analysis - 11th Edition (2015), Griffiths, Wessler, Carroll, Doebley (Herausgeber), W.H. Freeman / Palgrave Macmillan, ISBN 978-1-4641-0948-5
(2) Genetik - 2. Auflage (2008), Janning & Knust (Herausgeber), Thieme Verlag
ISBN 978-3-13-128772-4
(3) Genetik - Taschenlehrbuch (2010), Munk (Herausgeber), Thieme Verlag, ISBN 978-3131448712
(4) Molecular Biology of the Gene - 7th Edition (2013), Watson et al. (Herausgeber), Pearson Education International/Benjamin Cummings/Cold Spring Harbor Press, ISBN 978-0-3218-9656-8
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