Gentechnik in der Medizin

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Gentechnik (= Entschlüsselung und Veränderung von Erbmaterial in der Medizin und biomedizinische Forschung) Allgemeines Anwendungsgebiete: 1. biomedizinische Grundlagenforschung 2. Arzneimittel-, Impfstoffherstellung 3. Diagnostik 4. Gentherapie Geschichte: ● • 1953: Entwicklung DNA-Modell Entdeckung von Restriktionsenzymen • 1982: erstes gentechnisch erzeugtes Medikament • 1986: erster gentechnisch hergestellter Impfstoff 1. Biomedizinische Grundlagenforschung Knockout- Mäuse für die medizinische Forschung normale Maus Klonieren des betreffenden Gens Deaktivierung durch Einbau DNA- Kassette in codierende Sequenz In vitro Untersuchung von durch Inaktivierung des Zielgens hervorgerufenen Defekten Transformation: Rückführung deaktiviertes Gen in die Maus transgene Gründermaus heterozygot Kreuzung zweier Gründermäuse Knockout-Maus beide Kopien des Gens inaktiviert homozygot ● ● ● 2. Arzneimittel- und Impfstoffherstellung gentechnisch hergestellte Medikamente (z.B. Insulin) Immer Proteine -> Herstellung durch Proteinbiosynthese Vorgang des Schneides, Klebens und Übertragen der DNA am Beispiel der Insulinherstellung Erfolgreiches Induzieren der DNA -> Produktion durch veränderte Bakterien -> Gewinnung Arzneistoff Weitere Beispiele: Hepatitis-B-Oberflächenantigen zur aktiven Impfung, Blutgerinnungsfaktoren zur Hämophilie Behandlung 3. Diagnostik Biochips/ DNA-Microarrays Biochips untersuchen einen DNA-Abstrich gleichzeitig auf mehrere Tausend Eigenschaften →Test misst Grad der Genexpression OO 3. Diagnostik Biochips/ DNA-Microarrays Entnahme DNA-Probe X000 mRNA →CDNA Einfärben mit Fluoreszenz- farbstoff Verschiedene, einsträngige Nukleotidsäure- sequenzen ११ ११ ११ Hinzugabe auf Microarray Verteilung auf Arrays cDNA bindet an komplementäre Sequenzen des Substrats =Mischfarbe Auswertung unter Lichtmikroskop 3. Diagnostik Biochips/ DNA-Microarrays Sepsis • Schwer zu diagnostizieren • Schneller Krankheitsverlauf →hohe Sterberate Biochip als Schnelltest Antikörper sind auf dem Chip verankert →binden an Proteine, die bei Abwehrreaktion entstehen Ergebnis in nur 20 Minuten! ● ● 4. Gentherapie Monoklonale Antikörper Antikörper Von B-Zellen hergestellte Proteine Zerstörung von Bakterien und Viren ● Herstellung von monoklonalen Antikörpern Hybride Zellen (verschmolzene B- Zellen und Krebszellen) • Monoklonale Tochterzellen haben alle die gewünschte Wirkung (Antikörperproduktion, fast grenzenlose Vermehrung) ● Immunisierung mit bestimmtem Antigen (Impfen) B-Zellen die Antikörper herstellen werden produziert Krebserregende B-Zellen (können keine Antikörper herstellen) Zellfusion Selektion der erfolgreich fusionierten Zellen Hybridoma Quellen Textquellen: https://gentechniken.de/rote-gentechnik-kreativ-und-wagemutig/(02.01.2021) https://www.bpb.de/gesellschaft/umwelt/bioethik/33747/rote-gentechnik (03.01.2021) https://www.stern.de/panorama/wissen/natur/medizin-biochips-ermoeglichen-schnellen-blick-auf-gene-3067130.html(03.01.2021) https://www.abiweb.de/biologie-molekularbiologie-genetik/methoden-der-gen-und-reproduktionstechnik/methode-dna-microarray-biochip. 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