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CRISPR/Cas9: Einfach erklärt für Kinder!

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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CRISPR/Cas9: Einfach erklärt für Kinder!

Kathrin

@kathiii

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Die genetische Schere CRISPR/Cas9 einfach erklärt: Ein revolutionäres Werkzeug der Genforschung, das 2020 mit dem CRISPR/Cas9 Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Diese Technologie ermöglicht präzise Genveränderungen und eröffnet neue Perspektiven in Medizin und Landwirtschaft.

• Die CRISPR/Cas9 Funktionsweise basiert auf einem bakteriellen Abwehrmechanismus
• Vielfältige CRISPR/Cas9 Anwendungsbeispiele in Medizin und Landwirtschaft
• Bedeutende CRISPR/Cas9 Vorteile sind Präzision, Kosteneffizienz und einfache Handhabung
• Ethische Bedenken und Risiken müssen berücksichtigt werden

29.3.2021

7931

V
SOD
TA
CRISPR/CAS9
Die Genschere
Jal
COD NOBELPREIS 2020 in Chemie
NOBELPRISET I KEMI 2020
THE NOBEL PRIZE IN CHEMISTRY 2020
#nobelprize
E

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Anwendungsmöglichkeiten von CRISPR/Cas9

Die CRISPR/Cas9 Anwendungsbeispiele sind vielfältig und revolutionär:

In der Landwirtschaft:
- Verbesserung von Lebensmitteln (z.B. witterungsfester machen)
- Schnelleres Erreichen von Zuchtzielen
- Anpassung von Pflanzen an den Klimawandel

Highlight: 4 von 5 Menschen in Deutschland sind gegen Gentechnik in der Landwirtschaft.

In der Medizin:
- Heilung von Erbkrankheiten und Krebs
- Züchtung von menschlichen Spenderorganen in Tieren
- Verbesserung der T-Zellen zur Tumorbekämpfung

Example: In einer klinischen Studie vor drei Jahren wurden genveränderte T-Zellen eingesetzt, was jedoch zu Todesfällen führte.

In der Grundlagenforschung:
- Präzise Genmanipulation für verschiedene Forschungszwecke
- Untersuchung von Genfunktionen und Krankheitsmechanismen

Highlight: Die CRISPR/Cas9 Anwendung in der Medizin wird von etwa zwei Dritteln der Menschen befürwortet.

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Was bedeutet CRISPR/Cas9?

CRISPR/Cas9 ist ein biochemisches Werkzeug zur Genmanipulation, das auf einem natürlichen Abwehrmechanismus von Bakterien basiert.

Definition:

CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats - Abschnitte sich wiederholender DNA im Erbgut vieler Bakterien und Archaeen

Cas9: Eine Endonuklease und ein Ribonukleoprotein aus Bakterien

Die CRISPR/Cas9 Funktionsweise zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Kostengünstig (ca. 30 Dollar im Vergleich zu 5000 Dollar für das Zinkfingerverfahren)
Schnell und präzise beim Schneiden der DNA
Einfach zu handhaben und zu beschaffen

Highlight: Die einfache Verfügbarkeit von CRISPR/Cas9 birgt auch Risiken, da es potenziell von "Garagenwissenschaftlern" missbraucht werden könnte.

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Nobelpreis 2020 für CRISPR/Cas9

Der Nobelpreis für Chemie 2020 wurde an Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna für die Entwicklung der CRISPR/Cas9-Methode verliehen. Diese bahnbrechende Technologie ermöglicht es Forschern, das Genom von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen präzise zu verändern.

Highlight: CRISPR/Cas9 ist ein maßgeblicher Fortschritt in der Grundlagenforschung und revolutioniert das Genome Editing.

Die Methode erlaubt es, DNA an einer bestimmten Stelle zu durchtrennen, Gene auszuschalten oder neue Abschnitte einzufügen. Im Vergleich zu früheren Methoden ist CRISPR/Cas9 einfach, günstig und schnell anzuwenden.

Vocabulary:

DNA: Speicher des Erbguts (Doppelhelix)

RNA: Zuständig für die Umsetzung der Erbinformation (keine Doppelhelix)

Genom: Einfacher Chromosomensatz einer Zelle, der deren Erbmasse darstellt

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Die Idee hinter CRISPR/Cas9

Die CRISPR/Cas9-Methode wurde vom Immunsystem der Bakterien inspiriert. Bakterien nutzen diesen Mechanismus, um sich gegen Viren (Bakteriophagen) zu verteidigen.

Der Ablauf im Bakterium:

Ein Virus dringt in die Zelle ein.
Bakterielle Enzyme schneiden ein Stück des viralen Erbguts heraus.
Dieser Abschnitt wird in die DNA des Bakteriums eingesetzt und als CRISPR bezeichnet.
Die Zelle übersetzt den Abschnitt in einen RNA-Strang (CRISPR-RNA).
Die tracrRNA dockt an und gibt an, wo genau das Enzym Cas9 schneiden soll.
Beides zusammen bildet den CRISPR/Cas9-Komplex.

Example: Bei einem erneuten Virenbefall dient der Komplex als eine Art Immunsystem. Die CRISPR-RNA findet den passenden Abschnitt auf der Viren-DNA, und Cas9 zerschneidet dann den Strang, wodurch das Virus zerstört wird.

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Ethische Bedenken und Risiken

Trotz der vielversprechenden Möglichkeiten von CRISPR/Cas9 gibt es auch ernsthafte Bedenken:

Missbrauch als Waffe:
- CRISPR/Cas9 könnte zur Entwicklung biologischer Waffen missbraucht werden.
- Harmlose Bakterien könnten in gefährliche Krankheitserreger umgewandelt werden.
Ethische Fragen:
- Die Möglichkeit, das menschliche Genom zu verändern, wirft komplexe ethische Fragen auf.
- Diskussionen über die Grenzen der Genmanipulation sind notwendig.
Unvorhergesehene Konsequenzen:
- Die langfristigen Auswirkungen von Genveränderungen sind noch nicht vollständig verstanden.
- Ökologische Folgen bei der Freisetzung genveränderter Organismen müssen berücksichtigt werden.

Quote: "CRISPR/Cas9 ist das mächtigste Genwerkzeug, das wir derzeit haben." - Diese Aussage unterstreicht sowohl das Potenzial als auch die Verantwortung, die mit dieser Technologie einhergeht.

Die CRISPR/Cas9-Methode hat das Potenzial, viele Bereiche der Wissenschaft und Medizin zu revolutionieren. Es ist jedoch entscheidend, dass ihre Anwendung sorgfältig reguliert und ethisch reflektiert wird, um mögliche Risiken zu minimieren und den größtmöglichen Nutzen für die Gesellschaft zu erzielen.

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Anwendungsmöglichkeiten von CRISPR/Cas9

Die CRISPR/Cas9 Anwendungsbeispiele sind vielfältig und revolutionär:

In der Landwirtschaft:
- Verbesserung von Lebensmitteln (z.B. witterungsfester machen)
- Schnelleres Erreichen von Zuchtzielen
- Anpassung von Pflanzen an den Klimawandel

Highlight: 4 von 5 Menschen in Deutschland sind gegen Gentechnik in der Landwirtschaft.

In der Medizin:
- Heilung von Erbkrankheiten und Krebs
- Züchtung von menschlichen Spenderorganen in Tieren
- Verbesserung der T-Zellen zur Tumorbekämpfung

Example: In einer klinischen Studie vor drei Jahren wurden genveränderte T-Zellen eingesetzt, was jedoch zu Todesfällen führte.

In der Grundlagenforschung:
- Präzise Genmanipulation für verschiedene Forschungszwecke
- Untersuchung von Genfunktionen und Krankheitsmechanismen

Highlight: Die CRISPR/Cas9 Anwendung in der Medizin wird von etwa zwei Dritteln der Menschen befürwortet.

Was bedeutet CRISPR/Cas9?

CRISPR/Cas9 ist ein biochemisches Werkzeug zur Genmanipulation, das auf einem natürlichen Abwehrmechanismus von Bakterien basiert.

Definition:

CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats - Abschnitte sich wiederholender DNA im Erbgut vieler Bakterien und Archaeen

Cas9: Eine Endonuklease und ein Ribonukleoprotein aus Bakterien

Die CRISPR/Cas9 Funktionsweise zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Kostengünstig (ca. 30 Dollar im Vergleich zu 5000 Dollar für das Zinkfingerverfahren)
Schnell und präzise beim Schneiden der DNA
Einfach zu handhaben und zu beschaffen

Highlight: Die einfache Verfügbarkeit von CRISPR/Cas9 birgt auch Risiken, da es potenziell von "Garagenwissenschaftlern" missbraucht werden könnte.

Nobelpreis 2020 für CRISPR/Cas9

Highlight: CRISPR/Cas9 ist ein maßgeblicher Fortschritt in der Grundlagenforschung und revolutioniert das Genome Editing.

Vocabulary:

DNA: Speicher des Erbguts (Doppelhelix)

RNA: Zuständig für die Umsetzung der Erbinformation (keine Doppelhelix)

Genom: Einfacher Chromosomensatz einer Zelle, der deren Erbmasse darstellt

Die Idee hinter CRISPR/Cas9

Die CRISPR/Cas9-Methode wurde vom Immunsystem der Bakterien inspiriert. Bakterien nutzen diesen Mechanismus, um sich gegen Viren (Bakteriophagen) zu verteidigen.

Der Ablauf im Bakterium:

Ein Virus dringt in die Zelle ein.
Bakterielle Enzyme schneiden ein Stück des viralen Erbguts heraus.
Dieser Abschnitt wird in die DNA des Bakteriums eingesetzt und als CRISPR bezeichnet.
Die Zelle übersetzt den Abschnitt in einen RNA-Strang (CRISPR-RNA).
Die tracrRNA dockt an und gibt an, wo genau das Enzym Cas9 schneiden soll.
Beides zusammen bildet den CRISPR/Cas9-Komplex.

Example: Bei einem erneuten Virenbefall dient der Komplex als eine Art Immunsystem. Die CRISPR-RNA findet den passenden Abschnitt auf der Viren-DNA, und Cas9 zerschneidet dann den Strang, wodurch das Virus zerstört wird.

Ethische Bedenken und Risiken

Trotz der vielversprechenden Möglichkeiten von CRISPR/Cas9 gibt es auch ernsthafte Bedenken:

Missbrauch als Waffe:
- CRISPR/Cas9 könnte zur Entwicklung biologischer Waffen missbraucht werden.
- Harmlose Bakterien könnten in gefährliche Krankheitserreger umgewandelt werden.
Ethische Fragen:
- Die Möglichkeit, das menschliche Genom zu verändern, wirft komplexe ethische Fragen auf.
- Diskussionen über die Grenzen der Genmanipulation sind notwendig.
Unvorhergesehene Konsequenzen:
- Die langfristigen Auswirkungen von Genveränderungen sind noch nicht vollständig verstanden.
- Ökologische Folgen bei der Freisetzung genveränderter Organismen müssen berücksichtigt werden.

Quote: "CRISPR/Cas9 ist das mächtigste Genwerkzeug, das wir derzeit haben." - Diese Aussage unterstreicht sowohl das Potenzial als auch die Verantwortung, die mit dieser Technologie einhergeht.