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Gentechnik in der Medizin
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Name Gentechnik in der Medizin Geschichte Allgemeines Rote Gentechnik (=Entschlüsselung und Veränderung von Erbmaterial in der Medizin und biomedizinische Forschung) ● 1953: Entwicklung DNA-Modell Entdeckung von Restriktionsenzymen 1982: erstes genetisch erzeugtes Medikament 1986: erster genetisch hergestellter Impfstoff 1. Biomedizinische Grundlagenforschung Knockout-Mäuse für die medizinische Forschung normale Maus Fach, Lehrer ● Klonieren des betreffenden Gens Deaktivierung durch Einbau DNA- Kassette in codierende Sequenz In vitro Untersuchung von durch Inaktivierung des Zielgens hervorgerufenen Defekten 2. Arzneimittel- und Impfstoffherstellung Gentechnisch hergestellte Medikamente Transformation: Rückführung deaktiviertes Gen in die Maus Knockout-Maus beide Kopien des Gens inaktiviert homozygot Datum transgene Gründermaus heterozygot Kreuzung zweier Gründermäuse Immer Proteine → Herstellung durch Proteinbiosynthese Vorgang des Schneides, Klebens und Übertragen der DNA am Beispiel der Insulinherstellung ● Weitere Beispiele: Hepatitis-B-Oberflächenantigen zur aktiven Impfung, Blutgerinnungsfaktoren zur Hämophilie Behandlung ● Erfolgreiches Induzieren der DNA → Produktion durch veränderte Bakterien →Gewinnung Arzneistoff 3. Diagnostik Biochips/ DNA-Mikroarrays Biochips untersuchen einen DNA-Abstrich gleichzeitig auf mehrere Tausend Eigenschaften →Test misst Grad der Genexpression Name Testverfahren: Entnahme DNA-Probe Beispiel: Sepsis 2000 mRNA →cDNA ● Schwer zu diagnostizieren Schneller Krankheitsverlauf hohe Sterberate Biochip als Schnelltest Antikörper ● Einfärben mit Fluoreszenz- farbstoff 288 Verschiedene, einsträngige Nukleotidsäure- sequenzen 4. Gentherapie Monoklonale Antikörper Fach, Lehrer Immunisierung mit bestimmtem Antigen (Impfen) 38 88 88 Antikörper sind auf dem Chip verankert →binden an Proteine, die bei Abwehrreaktion entstehen ● Ergebnis in nur 20 Minuten! Herstellung von monoklonalen Antikörpern Von B-Zellen hergestellte Proteine Aufgabe: Zerstörung von Bakterien und Viren Hinzugabe auf Microarrav Verteilung auf Arrays B-Zellen die Antikörper herstellen werden produziert Hybride Zellen (verschmolzene B- Zellen und Krebszellen) Monoklonale Tochterzellen haben alle die gewünschte Wirkung (Antikörperproduktion, fast grenzenlose Vermehrung) Krebserregende B-Zellen (können keine Antikörper herstellen) cDNA bindet an komplementäre Sequenzen des Substrats =Mischfarbe Zellfusion Datum Auswertung unter Lichtmikroskop Selektion der erfolgreich fusionierten Zellen Hybridoma Contour TS Name 18.4.8 Gentechnik in der Medizin Allgemeines • Jährlich sterben Millionen Menschen an Krankheiten, die bis heute...
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unheilbar sind (Parkinson, Krebs, MS...) →Gentechnik als großer Hoffnungsträger • Rote 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
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Name Gentechnik in der Medizin Geschichte Allgemeines Rote Gentechnik (=Entschlüsselung und Veränderung von Erbmaterial in der Medizin und biomedizinische Forschung) ● 1953: Entwicklung DNA-Modell Entdeckung von Restriktionsenzymen 1982: erstes genetisch erzeugtes Medikament 1986: erster genetisch hergestellter Impfstoff 1. Biomedizinische Grundlagenforschung Knockout-Mäuse für die medizinische Forschung normale Maus Fach, Lehrer ● Klonieren des betreffenden Gens Deaktivierung durch Einbau DNA- Kassette in codierende Sequenz In vitro Untersuchung von durch Inaktivierung des Zielgens hervorgerufenen Defekten 2. Arzneimittel- und Impfstoffherstellung Gentechnisch hergestellte Medikamente Transformation: Rückführung deaktiviertes Gen in die Maus Knockout-Maus beide Kopien des Gens inaktiviert homozygot Datum transgene Gründermaus heterozygot Kreuzung zweier Gründermäuse Immer Proteine → Herstellung durch Proteinbiosynthese Vorgang des Schneides, Klebens und Übertragen der DNA am Beispiel der Insulinherstellung ● Weitere Beispiele: Hepatitis-B-Oberflächenantigen zur aktiven Impfung, Blutgerinnungsfaktoren zur Hämophilie Behandlung ● Erfolgreiches Induzieren der DNA → Produktion durch veränderte Bakterien →Gewinnung Arzneistoff 3. Diagnostik Biochips/ DNA-Mikroarrays Biochips untersuchen einen DNA-Abstrich gleichzeitig auf mehrere Tausend Eigenschaften →Test misst Grad der Genexpression Name Testverfahren: Entnahme DNA-Probe Beispiel: Sepsis 2000 mRNA →cDNA ● Schwer zu diagnostizieren Schneller Krankheitsverlauf hohe Sterberate Biochip als Schnelltest Antikörper ● Einfärben mit Fluoreszenz- farbstoff 288 Verschiedene, einsträngige Nukleotidsäure- sequenzen 4. Gentherapie Monoklonale Antikörper Fach, Lehrer Immunisierung mit bestimmtem Antigen (Impfen) 38 88 88 Antikörper sind auf dem Chip verankert →binden an Proteine, die bei Abwehrreaktion entstehen ● Ergebnis in nur 20 Minuten! Herstellung von monoklonalen Antikörpern Von B-Zellen hergestellte Proteine Aufgabe: Zerstörung von Bakterien und Viren Hinzugabe auf Microarrav Verteilung auf Arrays B-Zellen die Antikörper herstellen werden produziert Hybride Zellen (verschmolzene B- Zellen und Krebszellen) Monoklonale Tochterzellen haben alle die gewünschte Wirkung (Antikörperproduktion, fast grenzenlose Vermehrung) Krebserregende B-Zellen (können keine Antikörper herstellen) cDNA bindet an komplementäre Sequenzen des Substrats =Mischfarbe Zellfusion Datum Auswertung unter Lichtmikroskop Selektion der erfolgreich fusionierten Zellen Hybridoma Contour TS Name 18.4.8 Gentechnik in der Medizin Allgemeines • Jährlich sterben Millionen Menschen an Krankheiten, die bis heute...
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