Gentechnische Herstellung von Insulin - Teil 1
Die gentechnische Herstellung von Insulin ist ein komplexer Vorgang, der für die Behandlung von Diabetes mellitus von großer Bedeutung ist. Dieser Prozess umfasst zwei parallel ablaufende Verfahren, die sowohl menschliche Insulin-produzierende Zellen als auch Bakterien einbeziehen.
Definition: Insulin ist ein Hormon, das in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und den Blutzuckerspiegel reguliert.
Der erste Schritt bei der Verarbeitung der menschlichen Zellen, die Eukaryoten sind, besteht darin, sie aufzuschließen. Dabei wird die Zellmembran aufgebrochen, um an die inneren Bestandteile zu gelangen. Anschließend wird die mRNA der Zellen gereinigt, was bedeutet, dass sie von der prä-mRNA zur reifen mRNA verändert und von anderen Zellbestandteilen befreit wird.
Vocabulary: mRNA steht für messenger RNA, die die genetische Information für die Proteinherstellung trägt.
Die gereinigte mRNA wird dann mithilfe einer reversen Transkriptase in c-DNA (copy-DNA) umgewandelt. Dieser Schritt ist entscheidend, da er die RNA-Sequenz wieder in eine DNA-Sequenz überführt, die bestimmte Eigenschaften der DNA aufweist.
Example: Bei der Umwandlung von RNA in DNA wird beispielsweise die Base Uracil durch Thymin ersetzt, und die neue DNA wird doppelsträngig.
Die neu entstandene DNA wird durch PCR (Polymerase-Kettenreaktion) vervielfältigt, um die Menge an verfügbarem Material zu erhöhen. Anschließend werden spezifische Restriktionsenzyme eingesetzt, um das Insulin-Gen aus der menschlichen DNA herauszuschneiden.
Parallel zu diesem Prozess läuft ein weiterer Vorgang mit prokaryotischen Zellen, den Bakterien. Diese enthalten Plasmide, ringförmige DNA-Moleküle, die für die gentechnische Herstellung von Humaninsulin genutzt werden.
Highlight: Die Verwendung von Bakterien in der Gentechnik ermöglicht eine effiziente Produktion von rekombinantem Insulin.
Ähnlich wie bei den menschlichen Zellen werden die Bakterienzellen geöffnet und ihre Plasmide isoliert und gereinigt. Die Reinheit der Plasmide wird durch Elektrophorese kontrolliert, wobei ein Längenstandard als Referenz dient. Schließlich werden auch die Plasmide mit Restriktionsenzymen aufgeschnitten, um sie für die Aufnahme des Insulin-Gens vorzubereiten.
