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Bio.Klausur3.J2.1.V2

• Rote, Weiße und Grüne Gentechnik
• Methoden der Gentechnik
-> PCR (Polymerase Kettenreaktion)
-> Gelelektrophorese
-> DNA Sequenzierung Sanger
-> Plasmidtechnik & Blau- Weiß Verfahren
• Anwendung der Gentechnik
• Reproduktives & Therapeutisches Klonen

Zusammenfassung

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Biologie

Gentechnik

giologie GENTECHNIK 02/1 zielsetzung Beispiele ROTE GENTECHNIK Ersetzung von mutierter Gener durch funktionsfahige impestoffe frundlagenforschung Medikamente (-> Krankheitsursachen / biol. Prozesse, neve Diagnose- Gentheraple & Heilungsverahren) Diagnostik WEIBE GENTECHNIK Nachhaltige Ernahrung ermoglichen (proteinherstellung) Kascheistellung (siene s160) ; Lebensmittelzusötze Herstellung verbesserter Produkte /optimierung Enzyme industrieller Verfahren Mikroogonismen mit beSonderen Eigenschaften GRUNE GENTECHNIK hoherer Ertrag schadlingsfrei Schädlingsresistenz Optimierun, von Nutzpfionzen durch beifigen / pestizidresistenz ent fernen bestimmter Eigenschaften Fleischgehalt von Tieren GEFAWREN G.CT Existenzvertost von Kleinbauern, Entwicklung 20 ausschliepilich gentechnisch manipulierter Ernahrung GT. Fehler in Forschung -> veitraumige gesundheitliche Konseguenzen liberlauf der Gentechnik in menschliche Fortpflanzung ethischer Konflikt CHANCEN R. GT verhinderung Heilung schwerer krankheiten G.GT. nachhaltige Perspektive, weniger I METHODEN DER GENTECHNIK 1 PCR (POLYMERASE KETTENREAKTION) enzymatische Technik, die zur schnelst moglichen Herstellung von DNA -Kopien eines gewinschten DNA-Abschnitts Voraussetzungen: eine doppelstrongige DNA-Vorlage; 2 kurze, künstlich hergestellte Primer Startsequenzen), komplementor zu den Enden der 2v vervielfalti genden DNA ; viele freie Nukleotide der 4 Basen hitzestabile DNA-Polymerasen Thermocycles ; Pufferlosung (gesignete Arbeitsumgebung Für DNA Polymerase) zyklischer Ablauf 3 Reaktoneschritte mit ca. 20-50-facher wiederholvng 1. DENATURIERUNG -> Erhitzung auf ca 90°C wasserstoebrücken zwischen den - 2 Einzelstränge als vortage ihrer vervielfoitigung 2. (PRIMER-)HVBRIDISIERUNG - 50-65 ° -> 20-25Nukleotide-langerimer bindenandieew.vorlagestrange,durch Temp. binden WSB ZW. Primer 8 DNA- strong 3. SVNTHESE ELONGATION - 70°C -> optimate Arbeitstemp far ONA- Polymerase (hitzestabil) katalysiert synthese des Kompl. DNA-Strongs 4 DNA- polymerase lagert am '' - Ende die passenden Nukleotide on verknipft diese -> Komplementore DNA sequenz Denaturierung ( 2o Zyklen -1 Mio Kopien) VERGLEICH REPLIKATION: Gemeinsamkeiten Trennung der strange Primer mit kompi. Basen/Nukleotiden , Zusammenfigen des never strange , PCR R t PCR R PCR Unterschiede: durch Helicase durch Temp. Polymerase am kantinuierliche 2weck der Verdopplung Folgestrang dis- strange durch durch Ligase . durch Temp R: PCR: kontinvierlich spaltung nor , Tag Polymerdse , Cellteilung 2B Erreger- complette konstante Temp teilweise wechselnde nachweis strange (Kolpertemp. Temp. Faktoren Lange des Primers - Anzahl der GC-Bindungen (jemehr, desto hoher) 2 dient zur Auftennung der ONA- Fragmente nach Lange Bildung eines dreidimensionalen molekularen Netzes durch Agarose - das in einer salzlosung liegt vorbehandelte ONA - Prober werden in die sog Gelfaschen" pipettiert (verties) fung im Gel) Anlegung einer elektrischen spannung (- positiver Pol an gegenciber liegen der seite) 1 da DNA in wassriger Losung negative geladen ist , bewegen sich die Molekule zum Positl-geladenen Pol hin (neg. Ladung durch Phosphotsgruppe der DNA) Kleinere Moleküle bewegen sich schneller durch die Poren des Gels 5 wenn die kleinsten Molekule am Ende der (aufstrecke angekommen sind muss die Spannung obgeschalten werden zum Sicht barmachen des Band enmusters Kann 2B. Ethidiumbromid verwendet (roter Farbstoff dev sich awischen die Basen einlagert und unter UV-Licht nur geringer Teil des humanen Genoms bestent aus aktiven (kodierenden) Genen EXONS 4 restliche Basenseqvenzen -> INTRONS kodieren nicht, ihre Funktion ist nicht genover gektört L in ten intron-Bereichen befinden sich Sequenzabschaitte die bei jedem Menschen vorkommen, sich jedoch in inner longe unterscheiden GENETISCHER FINGERABORUSK: Verwendung der sog (variable Number of Tandem Repeats) aus Intron Bereichen des menschl. Genoms L> STR (Short Tandem Repeals)Bereiche- DNA-Seqvenzen.dieaus tandemartigen wdh. von Basensequent (Repeats) bestehen 1> duron menschi Evolution bildeten sich von versch. STR-Allele mit unterschiedlicher Repeatzahl & Länge . DNA sequence vor & nach STR - Bereichen sind bekannt & bei allen Menschen identisch L Gen Fingerabdruck basiert ouf PCR-Verfahren (so dess geringste Tatortspuren analysis werden konnes) durch Gel-Elektrophorese ist directer vergleich der Basenlönge moglich 3. DNA - SEQUENZIERUNG NACH SANCER Ketter a bb synthese Ziel: Ermittlung der einzelnen NukleoHde & somit Reihenfolge der Basen Grundprinzip. mithilfe von Enzymen unterschiedlich large DNA- Abschnitte ugenerierendie sich jeweils nur Um ein Basenpaar unterscheiden 4 ans chlieBend konnen sie ihrer Longe nach analysiert werder Funktion : frihzeitige Erkennung von Erbkrankheiten / Aufkiarung von Verwandschantsberiehunger Denaturiering der doppelstringigen DNA bei ca 90 C -> zur sequenzier ung wird die cinstrangige DNA 2SM mit Nukleotiden & DNA- Polymerase in 4 Ansatze verteilt Gegen- 2. In den Ansotzen erfolgt eine anlagervno der komplementiren Nuclpotiden, die dorch die DNA- Polymerase zu einem complementaron DNA-Strang verknispt L> wusatelich E den (dA, dT, dG dc) wird jew. geringe Menge eines prc Ansatz hinzugegeben (ddA, ddT, verhaltnis : 200 1 (d dd) in der Regel lagern sich Desoxynucleotide an den DNA- strang an y an einem Teil der strange wird angelagert kettenablouch, de sich noch einem dd-Nucleotid kein weiteres Nucleotid anlagein kann L> im Sequenzierungssote entstehen unterschiedlichlong DNA-Stronge die jew. mit einem bestimmten Nucleotid enden (DNA-Strange eines Ansotes L> so lässt sich die Nucleotid sequenz des SyntheAsierten strongs ermittein, do des entsiendene Bendenmuster der enden mit dem gleichen Nuclectid) Sequenz des synthetislerten strangs entspricht & 4 deraus kann manauf die Sequen des 51-3'-Strangs - schlieBen Trennung mithilfe Gel- Elektrophorese MODERNE SEQUENZIERUNG'VERFAHREN Einforbung der Didesoxynucleotide mit versch. Floureszenzfarbstoffe y Aufternung derDNA-Sthicke durch Gel- Elekhrophortse Reduktion der veisuchsonsatze passieren Detektor, der die Forben erkennt stenginstiger Nutzung einer Durchlauf-(kapillar-) Elektrophorese mit Detektor zunehmende Automatisisong

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