Molekularbiologie-Glossar: Schlüsselbegriffe und Definitionen

Molekularbiologie-Glossar: Wichtige Begriffe erklärt

Genomische Bibliotheken (Genomic Libraries)

Eine genomische Bibliothek ist ein Satz von Klonen, von denen jedes ein Fragment des Genoms eines bestimmten Organismus enthält. Sie repräsentiert die gesamte genetische Information eines Organismus in fragmentierter Form.

5'-Cap

Das 5'-Cap ist ein modifiziertes Guanin-Nukleotid, das an das 5'-Ende einer prä-mRNA angehängt wird. Es ist entscheidend für die Stabilität der mRNA, ihren Transport aus dem Zellkern und die Initiation der Translation.

RNA-Spleißen und -Korrektur

Die RNA-Korrektur (oder RNA-Editierung) und das Spleißen sind Prozesse, die Änderungen in der mRNA bewirken und somit die in Proteine kodierte Information beeinflussen können. Beim Spleißen werden Introns entfernt und Exons miteinander verbunden.

Cosmide: Vektoren für große DNA-Fragmente

Cosmide sind spezielle Klonierungsvektoren, die häufig zur Herstellung von genomischen DNA-Bibliotheken mit großen Volumina verwendet werden. Sie ermöglichen die Einführung von DNA-Einsätzen von bis zu 45 Kilobasen (kb).

Yeast Artificial Chromosomes (YACs)

Yeast Artificial Chromosomes (YACs) sind Klonierungsvektoren mit der höchsten Kapazität, die DNA-Einsätze von 200 kb bis zu 3000 kb aufnehmen können. Sie sind so konzipiert, dass sie die Eigenschaften eines normalen Hefechromosoms (Eukaryoten) nachahmen, einschließlich eines Zentromers und Telomer-Enden.

DNA-Polymerase: Enzym der DNA-Synthese

Die DNA-Polymerase ist ein Enzym, das die Synthese von DNA aus Desoxyribonukleotiden katalysiert. Dabei dient ein bestehendes DNA-Molekül als Vorlage, das repliziert werden soll.

Klenow-Fragment der DNA-Polymerase

Das Klenow-Fragment ist ein großes Proteinfragment, das durch enzymatische Spaltung der DNA-Polymerase I aus Escherichia coli (E. coli) mittels der Protease Subtilisin gewonnen wird. Es behält die Polymerase- und 3'->5'-Exonuklease-Aktivität bei, verliert aber die 5'->3'-Exonuklease-Aktivität.

Transkriptionsfaktoren: Regulatoren der Genexpression

Ein Transkriptionsfaktor ist ein Protein, das an der Regulierung der DNA-Transkription beteiligt ist, aber nicht selbst Teil der RNA-Polymerase ist. Transkriptionsfaktoren können ihre Wirkung entfalten, indem sie spezifische DNA-Sequenzen erkennen und daran binden, andere regulatorische Faktoren rekrutieren oder direkt an die RNA-Polymerase binden.

Okazaki-Fragmente bei der DNA-Replikation

Okazaki-Fragmente sind kurze RNA-DNA-Fragmente, die während der diskontinuierlichen DNA-Synthese am Folgestrang (lagging strand) entstehen. Sie werden in 5' zu 3' Richtung synthetisiert, jedoch diskontinuierlich, und später durch DNA-Ligasen miteinander verbunden.

Mutagenese: Erzeugung von DNA-Mutationen

Die Mutagenese bezeichnet den Prozess der Erzeugung von Mutationen (Veränderungen) in der DNA, sei es in isolierten DNA-Molekülen, Klonen oder direkt im Genom eines Organismus.

Mutagen: Ursache genetischer Veränderungen

Ein Mutagen ist ein physikalisches oder chemisches Agens, das die genetische Information (meist DNA) eines Organismus verändert oder schädigt und somit die Häufigkeit von Mutationen über das natürliche Niveau hinaus erhöht.

Transgene Organismen: Gentechnisch verändert

Ein transgener Organismus ist ein Organismus, dessen genetisches Material (Genom) durch die künstliche Einführung von Fremd-DNA (Gentechnik) verändert wurde.

Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine molekularbiologische Methode, die dazu dient, eine große Anzahl von Kopien eines bestimmten DNA-Fragments zu erzeugen. Theoretisch kann bereits eine einzige Kopie des Originalfragments als Ausgangspunkt für die Amplifikation genügen.

DNA-Replikation: Verdopplung des Erbguts

Die DNA-Replikation ist der biologische Prozess, der es der DNA-Doppelhelix ermöglicht, eine identische Kopie von sich selbst zu synthetisieren. Dies ist die Grundlage der Vererbung.

Ribosomen: Proteinfabriken der Zelle

Ribosomen sind supramolekulare Komplexe, die in allen lebenden Zellen vorkommen und für die Synthese von Proteinen (Translation) verantwortlich sind. Sie nutzen die genetische Information der DNA, die sie in Form von transkribierter Messenger-RNA (mRNA) erhalten.

Ribozyme: RNA mit katalytischer Aktivität

Ribozyme sind RNA-Moleküle, die katalytische Aktivität besitzen, ähnlich wie Enzyme. Ihre Aktivität basiert oft auf der Umesterung und Hydrolyse von Phosphodiesterbindungen.

Selenocystein: Die 21. Aminosäure

Selenocystein ist eine seltene Aminosäure, die als die 21. kanonische Aminosäure gilt. Sie wird durch das UGA-Stopcodon in der mRNA kodiert, wenn bestimmte Voraussetzungen (z.B. eine SECIS-Sequenz) erfüllt sind.

Gentherapie: Behandlung durch Gen-Einführung

Die Gentherapie besteht in der Einführung von Genen in Zellen oder Gewebe eines Individuums, um eine Krankheit im Allgemeinen und insbesondere Erbkrankheiten zu behandeln oder eine bestimmte biologische Funktion zu markieren oder zu verändern.

Expressionsvektor: Produktion von Proteinen

Ein Expressionsvektor ist ein Plasmid (bakteriell oder Hefe), das speziell dafür entwickelt wurde, ein Gen von Interesse zu klonieren und dessen kodiertes Protein in einer Wirtszelle zu produzieren. Dies wird ermöglicht, wenn der eingefügte Genabschnitt (Insert) in diesem Vektor in eine geeignete Zelle eingebracht wird, die dann in der Lage ist, das Protein zu exprimieren und den Vektor an nachfolgende Generationen weiterzugeben.