Plasmide in Bakterien: Aufbau und Funktion
Plasmide sind ringförmige DNA-Moleküle, die sich in Bakterien befinden und unabhängig replizieren können. Sie sind nicht Teil des bakteriellen Chromosoms. Plasmide können bestimmte Gene enthalten, die beispielsweise für Antibiotikaresistenz codieren.
Herstellung eines Hybridplasmids
Zur Herstellung eines Hybridplasmids wird DNA von einem Spenderorganismus isoliert und mit Restriktionsenzymen in definierte Stücke geschnitten. Diese Schnittenden fügen sich anschließend homolog zusammen, und die Ligase verbindet die Enden, um ein rekombiniertes Hybridplasmid zu erzeugen.
Gentransfer durch Transformation
Bei der Transformation erfolgt die Aufnahme von fremder DNA in eine Bakterienzelle. Durch Behandlung mit CaCl₂ und anschließendem Erwärmen entstehen Poren in der Bakterienzellwand, die die Aufnahme begünstigen.
Gentransfer durch Transduktion
Die Transduktion bezeichnet die Übertragung von Genen mittels Viren als Genschleusen. Die Viren befallen die Wirtszelle und übernehmen den Stoffwechsel, wodurch die DNA des Plasmids in die Wirtszelle eingeschleust wird.
Gentransfer durch Konjugation
Die Konjugation erfolgt durch die Übertragung von Genen von einer Zelle zur anderen über Plasmabrücken. Dies geschieht, indem das Bakterium mit einem Doppel-Resistenzplasmid die Plasmabrücke zu einem Bakterium ohne Resistenzplasmid bildet.
Bedingungen für den erfolgreichen Gentransfer
Um den erfolgreichen Gentransfer zu bestimmen, müssen drei Bedingungen erfüllt sein. Es muss überprüft werden, ob das Plasmid aufgenommen wurde, ob die Rekombination erfolgreich war und ob das Insulingen so eingebaut wurde, dass Insulin produziert wurde.
Nachweis der Transformation und Rekombination
Der Nachweis der Transformation und Rekombination erfolgt durch den Einsatz von Plasmiden mit spezifischen Resistenzgenen sowie der Identifizierung und Selektion klonierter Zellen.
In der Praxis werden Bakterien auf Nährböden mit entsprechenden Antibiotika angezüchtet, um zu überprüfen, ob die gewünschten Gene erfolgreich übertragen wurden.
Die Verwendung von Plasmiden als Vektoren in der Gentechnik ermöglicht es, fremde DNA in Wirtszellen einzubringen und somit gezielte Veränderungen am genetischen Material vorzunehmen. Dies ist von entscheidender Bedeutung in der Forschung und Entwicklung neuer Therapien und Medikamente.
