Gentechnische Methoden zur Neukombination von Genen

Die Gentechnik ermöglicht die gezielte Veränderung von Erbinformationen durch verschiedene Techniken. Zunächst werden die Ausgangs-DNA und geeignete Restriktionsenzyme identifiziert. Diese Enzyme dienen als molekulare Scheren, um spezifische DNA-Abschnitte herauszuschneiden.

Vocabulary: Restriktionsenzyme sind Schneideenzyme, die DNA an bestimmten Erkennungssequenzen schneiden.

Bei der Isolation wird beispielsweise ein Stück menschlicher DNA und ein bakterielles Plasmid gewonnen. Die Restriktionsenzyme schneiden sowohl die menschliche DNA als auch das Plasmid an definierten Stellen. Dabei entstehen überhängende Enden, sogenannte "sticky ends".

Definition: Sticky ends sind überhängende Einzelstrang-DNA-Abschnitte, die zur Rekombination neigen.

In der Rekombinationsphase verbinden sich die sticky ends der geschnittenen menschlichen DNA mit denen des Plasmids. Das Enzym Ligase schließt dabei die Lücken in den Zucker-Phosphat-Ketten.

Highlight: Die Rekombinante DNA entsteht durch die Verbindung von Fremd-DNA mit dem Plasmid-Vektor.

Für den Gentransfer dienen Plasmide als Vektoren, um das Fremdgen in Bakterien einzuschleusen. Die Bakterienmembran wird durchlässig gemacht, sodass die Plasmide aufgenommen werden können.

Example: Bei der Transformation nehmen kompetente Bakterien die rekombinante DNA auf.

Die Selektion transgener Bakterien erfolgt mithilfe von Markergenen auf den Vektoren, meist Antibiotikaresistenzen. Durch den Einbau der Fremd-DNA wird eines der Markergene durchtrennt.

Vocabulary: Die Blau-Weiß-Selektion ist eine Methode zur Identifikation rekombinanter Bakterien.

Abschließend werden die selektierten Bakterien mit dem gewünschten Fremdgen vermehrt. Diese gentechnisch veränderten Mikroorganismen können dann beispielsweise zur Produktion von Insulin genutzt werden.

Highlight: Die Grundoperationen der Gentechnik ermöglichen die Herstellung transgener Organismen für verschiedene Anwendungen.