Herstellung rekombinanter Bakterien für die Insulin-Produktion

Die gentechnische Herstellung von Insulin erfolgt durch die Erzeugung rekombinanter Bakterien. Dieser Prozess umfasst mehrere Schritte, die die Herstellung von Insulin einfach erklärt darstellen:

1. DNA-Isolation: Das gewünschte Gen (in diesem Fall das Insulingen) wird mithilfe von Restriktionsenzymen aus menschlicher DNA isoliert.

2. Rekombination: Das isolierte Gen wird in ein geeignetes Plasmid eingebaut, das zuvor aus einem Bakterium gewonnen wurde.

3. Gentransfer: Das rekombinante Plasmid wird in ein Bakterium übertragen (Transformation).

4. Selektion: Erfolgreich rekombinierte Bakterien werden aus der Kultur isoliert. Dies geschieht mithilfe von Antibiotikaresistenzen auf den Vektoren.

5. Klonierung: Die selektierten Bakterien werden vermehrt, um eine große Menge des gewünschten Genprodukts (Insulin) zu erhalten.

Example: Bei der E. coli Insulin-Produktion wird das menschliche Insulingen in E. coli-Bakterien eingeschleust, die dann als "Fabriken" für die Insulinherstellung dienen.

Highlight: Die Herstellung von Insulin früher und heute unterscheidet sich grundlegend. Während früher Insulin aus Schweinepankreas gewonnen wurde (Herstellung Insulin Schweineinsulin), ermöglicht die moderne Gentechnik eine effizientere und ethischere Produktion.

Dieser Prozess der Herstellung rekombinanter DNA und Übertragung auf Bakterien ist ein Paradebeispiel für die praktische Anwendung der Grundoperationen der Gentechnik und zeigt, wie Gentechnik Bakterien als Helfer in der Medizin einsetzt.

Der genetische Fingerabdruck und PCR-Methode

Der genetische Fingerabdruck ist eine wichtige Anwendung der Gentechnik, die in der Kriminalistik und bei Vaterschaftstests zum Einsatz kommt. Diese Methode analysiert lange, nicht-codierende Nukleotidsequenzen, die für jedes Individuum einzigartig sind.

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine zentrale Technik bei der Erstellung genetischer Fingerabdrücke, insbesondere wenn nur wenig DNA-Material verfügbar ist. Der PCR-Prozess umfasst folgende Schritte:

1. Denaturierung: Trennung der DNA-Stränge bei 95°C.
2. Primer-Hybridisierung: Andocken der Primer bei 50-65°C.
3. Polymerisierung/Elongation: Vervollständigung der DNA-Stränge bei 72°C.

Vocabulary: Primer sind kurze DNA-Sequenzen, die als Startpunkt für die DNA-Replikation dienen.

Highlight: Durch 30 PCR-Zyklen können aus einer einzigen DNA-Probe über eine Milliarde Kopien erzeugt werden.

Nach der PCR folgt oft eine Gelelektrophorese zur Auftrennung und Analyse der DNA-Fragmente.

Example: In der Kriminalistik kann der genetische Fingerabdruck genutzt werden, um Täter zu identifizieren oder auszuschließen, indem man DNA-Spuren vom Tatort mit Verdächtigen vergleicht.

Die Restriktionskarte ist ein weiteres wichtiges Werkzeug in der Gentechnik. Sie zeigt die Positionen der Schnittstellen verschiedener Restriktionsenzyme auf einem DNA-Abschnitt und dient als Erkennungsmerkmal für klonierte DNA-Sequenzen.

Diese Techniken sind nicht nur für die gentechnische Herstellung von Insulin relevant, sondern finden breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der Methoden der Gentechnik und sind wichtiger Bestandteil des Gentechnik Biologie Abitur.