Epigenetik: Kann mir jemand bei Aufgabe 2 helfen?

1 Antwort

Erst mal muss man definieren, was ein CpG ist. Das p steht dazwischen, um anzudeuten, dass eine Verbindung benachbarter Nukleotide im Einzelstrang gemeint ist (und nicht durch komplementäre Basenpaarung). Das wäre eine "CpG-Dublette":

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Bild: wikipedia, credits: Dirk123456, Lizenz: CC0, link: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=53443653

Definitionsgemäß ist eine CpG-Dublette = DNA 5'CG3'

Bei deinem Arbeitsblatt steht unten "codogener Strang". Der codogene Strang verläuft von links nach rechts in 3'→5'. Wenn man dort 5'CG3' sucht, muss man von rechts nach links suchen. Das sind also nicht die roten Stellen, die du angekreidet hast, sondern etwas weniger.

Auf dem oberen Strang entsprechend von links nach rechts 5'→3'. Da fallen auch einige rote Flecken weg.

Tatsächlich häuft sich die rote Färbung in der Promotorregion, sie reicht aber auch in den Bereich der Gene hinein, auch wenn sie dort seltener wird und praktisch ausläuft.

Normal heißt in dem Zusammenhang wohl nichtmethyliert. CpG-Inseln sind Regionen, die eine hohe Dichte an CpG-Dubletten enthalten, in 5'CG3' Richtung.

Zu 1: Das abgebildete Ringsystem gehört zu einer der 4 stickstoffhaltigen Basen der DNA. Es ist Cytosin. Cytosinbasen werden methyliert. Als eine Form der Transkriptionskontrolle (Geninaktivierung). Was methyliert ist, wird nicht abgelesen.

Dementsprechend muss an das Ringsystem am C5 statt des -H eine Methylgruppe -CH3 bei der Methylierungsreaktion, bei der 5-Methylcytosin entsteht:

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Bild: https://scienceblogs.de/bloodnacid/2014/03/29/basics-epigenetik/

LG

Ergänzung (Kommentar):

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Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Biologielehrer SI/II a. D.
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Tom137 
Fragesteller
 14.02.2023, 22:02

Alles klar, danke schonmal.

Nun kommen leider noch ein paar Fragen auf dich zu ;):

  1. Gucke ich mir den Doppelstrang als zwei Einzelstränge an und somit gucke ich mir jeden Strang einzelnd an?
  2. Nach meiner Auffassung sind CpG–Insel Abschnitte die eine hohe Dichte von CpG aufweisen. Dies ist aber nur in der Promoterregion der Fall.?
  3. Zu Aufgabe 3: Und zwar sollten wir von der Schule aus ein Video dazu gucken, hat mir aber nicht viel weiter geholfen. Da haben sie aber gesagt, dass die Methylierung auf der DNA weitervererbt wird, heißt sie bei dem Kind genauso vorliegt. Der Unterschied besteht doch darin, dass Gene die Methyliert sind, wieder demethylieren können somit ihre ,,Fähigkeit“ wieder bekommen. Was ist dann jetzt der genau unterschied einer Mutation zu einer Modifikation?
  4. Soll ich dann alle Abwchnitte, welche nicht die Basenzusammensetzung CG haben anmakieren, denn diese können ja nicht methylieren?!

danke schonmal für deinen Hinweis und deine Antwort🙏

Lg

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CliffBaxter  14.02.2023, 22:28
@Tom137
  1. wir suchen nach 5'CG3' habe es oben ergänzt. Was der eine Strang hat, hat der andere auch wegen C-G-Basenpaarung, gibt es die CG-Dublette auch im Gegenstrang. Es kommen 3 Regionen in Betracht (rote Kästen).
  2. die Methylierungen an CG-Dubletten können auch außerhalb des Promotors vorkommen (rot). Eine CpG-Insel wäre am Promotor.
  3. eine Mutation verändert die Basensequenz der DNA. Eine Modifikation ist eine kurzfristig erworbene Eigenschaft im Phänotyp (durch Umwelteinflüsse), die eigentlich nicht vererbt wird, da sie sich nicht in der Basensequenz der DNA niederschlägt. So war die bisherige Lehrmeinung. Bis man darauf gestoßen ist, dass solche Modifikationen doch über Generationen vererbt werden können, ohne dass die Basensequenz dafür verändert werden muss und zwar durch DNA-Methylierung, was die Entwicklung eines Lebewesen ja auch beeinflussen kann. Da das sozusagen "über den Genen" zu stehen schien, wie man es bis dahin kannte, nannte man es Epi-genetik. Epi heißt über und bezieht sich auf veränderte Methylierungsmuster der DNA, die Auswirkungen auf die nächste Generation haben.
  4. CG-Dubletten rot machen, die am Promotor als CpG-Insel kennzeichnen, den Rest blau machen würde ich sagen
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Tom137 
Fragesteller
 15.02.2023, 10:24
@CliffBaxter

Danke.

zu Aufgabe 2 auf dem Arbeitsblatt: Dort wird ja von CpG-Inseln gesprochen heißt ich müsste theoretisch gesehen ja nur die promoterregion an Makieren, denn da ist der einzige Ort wo eine CpG Insel vorliegt. Und dann nie Bezeichnung ,,normal“ nehme ich jz so auf, dass damit die basen gemeint sind die nicht Methylieren.

Zu Aufgabe 1: was ist mit der stickstoffhaltigen base gemeint und muss ich in die Abbildung mit der Strukturformel noch was einzeichnen?

besten Dank und liebe Grüße

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CliffBaxter  15.02.2023, 14:28
@Tom137

gerne

Aufgabe 2 ja sehe ich auch so. Die einzige CpG-Insel wäre am Promotor. Das andere sind einzelne CpG-Dubletten, so nennt man die. Für eine Insel müssen es wohl mehr sein.

Aufgabe 1 Das hatte ich schon beantwortet

Das abgebildete Ringsystem gehört zu einer der 4 stickstoffhaltigen Basen der DNA. Es ist Cytosin. Cytosinbasen werden methyliert. Als eine Form der Transkriptionskontrolle (Geninaktivierung). Was methyliert ist, wird nicht abgelesen.

Dementsprechend muss an das Ringsystem am C5 statt des -H eine Methylgruppe -CH3 bei der Methylierungsreaktion, bei der 5-Methylcytosin entsteht:

Strukturformel mit Änderungen, was du einzeichnen musst, steht oben.

LG

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Tom137 
Fragesteller
 15.02.2023, 14:50
@CliffBaxter

Ich glaube ich habe die Lösung für Aufgabe 2: A) meint dabei glaub ich die Methylierung von CpG-Orten und b) meint dabei die Methylierung von CpG-Insel. Das würde meiner Meinung nach am meisten Sinn ergeben, wenn man sich die Aufgabenstellung anguckt oder?

Lg

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CliffBaxter  15.02.2023, 15:21
@Tom137

du meinst "normale Methylierungen"? ja das könnte sein. Es gibt ja außerhalb des Promotors nur 2 CpG-Dubletten (in der richtigen Leserichtung) und Methylierungen werden oft an solchen Dubletten am C vorgenommen. Jedoch auch nicht immer. Trotzdem könnten diese CpG-Dubletten ein Ziel möglicher Methylierung sein. Kannst du ruhig so machen. Die Formulierung in Aufg 2 ist nicht so eindeutig. Normal hätte auch unmethylierte DNA sein können.

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Tom137 
Fragesteller
 15.02.2023, 19:42
@CliffBaxter

Ich habe Freitag Bio Lk. Ich werde dir die Lösung mitteilen.😂👍

besten Dank und liebe Grüße

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