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Genetik

Bakterien archaeen und viren

Plasmid

1.257

•

3. Jan. 2021

•

2 Seiten

Gentechnische Werkzeuge und Herstellung von Insulin einfach erklärt

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

Celine

@celineee333

Die molekulargenetischen Werkzeuge und Grundoperationen der Gentechnikermöglichen die gezielte... Mehr anzeigen

Gentechnik - Genetik - Biologie
Werkzeuge der Gentechnik
1. Plasmide
Plasmide findet man in den Prokaryoten, es ist ein zusätzliches Minichr

Einbau und Nachweis eines Fremdgens

Die Herstellung rekombinanter DNA und deren Übertragung auf Bakterien wird am Beispiel der gentechnischen Herstellung von Insulin veranschaulicht. Dieser Prozess verdeutlicht das Grundprinzip der Gentechnik zur Manipulation von Lebewesen.

Schritte zur Herstellung von rekombinantem Insulin

Ein Plasmid mit zwei Markergenen $Ampicillin-Resistenz und β-Galaktosidase$ wird mit dem gleichen Restriktionsenzym geschnitten wie das Humaninsulingen.
Die entstehenden "sticky ends" ermöglichen die Zusammenlagerung des Insulingens mit dem Plasmid.
Das rekombinante Plasmid enthält nun das Insulingen, wobei das β-Galaktosidase-Gen unterbrochen wurde.

Highlight: Die Unterbrechung des β-Galaktosidase-Gens durch das Insulingen ist ein wichtiger Indikator für die erfolgreiche Integration des Fremdgens.

Selektion der rekombinanten Bakterien

Nach der Transformation der Bakterien mit den rekombinanten Plasmiden gibt es drei mögliche Ergebnisse:

Bakterien ohne Plasmid
Bakterien mit intaktem Plasmid $ohne Insulin$
Bakterien mit rekombinantem Plasmid $mit Insulin$

Example: Zur Unterscheidung werden die Bakterien auf einem Nährboden mit Ampicillin und X-Gal kultiviert:

Bakterien ohne Plasmid wachsen nicht
Bakterien mit intaktem Plasmid wachsen und bilden blaue Kolonien
Bakterien mit rekombinantem Plasmid $Insulin$ wachsen und bilden weiße Kolonien

Die weißen Kolonien enthalten die gewünschten Bakterien mit dem Insulingen. Diese werden isoliert und vermehrt, um die Herstellung von Humaninsulin in großem Maßstab zu ermöglichen.

Highlight: Diese Methode der rekombinanten DNA-Technologie revolutionierte die Produktion von Humaninsulin und ist ein Paradebeispiel für die praktische Anwendung der roten Gentechnik im medizinischen Bereich.

Werkzeuge der Gentechnik

Die molekulargenetischen Werkzeuge bilden die Grundlage für gentechnische Verfahren. Zu den wichtigsten zählen Plasmide, Restriktionsenzyme und Markergene.

Plasmide als Vektoren

Plasmide sind kleine ringförmige DNA-Moleküle, die in Bakterien vorkommen. Sie replizieren sich unabhängig vom Bakterienchromosom und können zwischen Bakterien ausgetauscht werden. Diese Eigenschaften machen sie zu idealen Vektoren in der Gentechnik.

Definition: Die Aufnahme eines Plasmids durch ein Bakterium wird als Transformation bezeichnet. Das dabei entstehende Plasmid nennt man rekombinantes Plasmid.

Restriktionsenzyme - Präzisionswerkzeuge der Gentechnik

Restriktionsenzyme sind molekulargenetische Werkzeuge, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können. Diese Schnittstellen sind meist 4-8 Basenpaare lang und palindromisch aufgebaut.

Highlight: Restriktionsenzyme schneiden die DNA-Stränge versetzt, wodurch Einzelstrangüberhänge entstehen. Diese sogenannten "sticky ends" ermöglichen die gezielte Verknüpfung von DNA-Fragmenten.

Example: Das Restriktionsenzym EcoRI erkennt die Sequenz GAATTC und schneidet zwischen G und A: 5'G|AATTC 3' 3' CTTAA|G5'

Markergene für die Selektion

Markergene sind kurze DNA-Sequenzen mit einer spezifischen Funktion. Sie dienen der Identifikation und Selektion von Bakterien, die erfolgreich rekombinante Plasmide aufgenommen haben.

Example: Das Ampicillin-Resistenz-Gen verleiht Bakterien die Fähigkeit, auf einem Nährboden mit dem Antibiotikum Ampicillin zu wachsen.

Example: Das β-Galaktosidase-Gen führt zur Produktion eines Enzyms, das den Zucker X-Gal in einen blauen Farbstoff umwandelt. Dies ermöglicht den sogenannten Blau-Weiß-Test zur Identifikation rekombinanter Bakterien.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Stefan S

iOS user

Samantha Klich

Android user

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Lena M

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Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Celine

@celineee333

Die molekulargenetischen Werkzeuge und Grundoperationen der Gentechnik ermöglichen die gezielte Manipulation von Genen. Plasmide, Restriktionsenzyme und Markergene spielen dabei eine zentrale Rolle. Am Beispiel der gentechnischen Herstellung von Insulinwird der Prozess der Herstellung rekombinanter DNA und deren Übertragung auf... Mehr anzeigen

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Schritte zur Herstellung von rekombinantem Insulin

Ein Plasmid mit zwei Markergenen $Ampicillin-Resistenz und β-Galaktosidase$ wird mit dem gleichen Restriktionsenzym geschnitten wie das Humaninsulingen.
Die entstehenden "sticky ends" ermöglichen die Zusammenlagerung des Insulingens mit dem Plasmid.
Das rekombinante Plasmid enthält nun das Insulingen, wobei das β-Galaktosidase-Gen unterbrochen wurde.

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Selektion der rekombinanten Bakterien

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Bakterien ohne Plasmid
Bakterien mit intaktem Plasmid $ohne Insulin$
Bakterien mit rekombinantem Plasmid $mit Insulin$

Example: Zur Unterscheidung werden die Bakterien auf einem Nährboden mit Ampicillin und X-Gal kultiviert:

Bakterien ohne Plasmid wachsen nicht
Bakterien mit intaktem Plasmid wachsen und bilden blaue Kolonien
Bakterien mit rekombinantem Plasmid $Insulin$ wachsen und bilden weiße Kolonien

Die weißen Kolonien enthalten die gewünschten Bakterien mit dem Insulingen. Diese werden isoliert und vermehrt, um die Herstellung von Humaninsulin in großem Maßstab zu ermöglichen.

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Werkzeuge der Gentechnik

Die molekulargenetischen Werkzeuge bilden die Grundlage für gentechnische Verfahren. Zu den wichtigsten zählen Plasmide, Restriktionsenzyme und Markergene.

Plasmide als Vektoren

Definition: Die Aufnahme eines Plasmids durch ein Bakterium wird als Transformation bezeichnet. Das dabei entstehende Plasmid nennt man rekombinantes Plasmid.

Restriktionsenzyme - Präzisionswerkzeuge der Gentechnik

Restriktionsenzyme sind molekulargenetische Werkzeuge, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können. Diese Schnittstellen sind meist 4-8 Basenpaare lang und palindromisch aufgebaut.

Highlight: Restriktionsenzyme schneiden die DNA-Stränge versetzt, wodurch Einzelstrangüberhänge entstehen. Diese sogenannten "sticky ends" ermöglichen die gezielte Verknüpfung von DNA-Fragmenten.

Example: Das Restriktionsenzym EcoRI erkennt die Sequenz GAATTC und schneidet zwischen G und A: 5'G|AATTC 3' 3' CTTAA|G5'

Markergene für die Selektion

Markergene sind kurze DNA-Sequenzen mit einer spezifischen Funktion. Sie dienen der Identifikation und Selektion von Bakterien, die erfolgreich rekombinante Plasmide aufgenommen haben.

Example: Das Ampicillin-Resistenz-Gen verleiht Bakterien die Fähigkeit, auf einem Nährboden mit dem Antibiotikum Ampicillin zu wachsen.

Example: Das β-Galaktosidase-Gen führt zur Produktion eines Enzyms, das den Zucker X-Gal in einen blauen Farbstoff umwandelt. Dies ermöglicht den sogenannten Blau-Weiß-Test zur Identifikation rekombinanter Bakterien.