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185
1
Svenja
28.11.2020
Biologie
Verfahren der Gentechnik
4.975
•
28. Nov. 2020
•
Svenja
@svenja_883263
Die Molekulargenetischen Werkzeuge und deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationenbilden... Mehr anzeigen
Die gentechnischen Grundoperationen werden im Detail wie folgt durchgeführt:
Bei der Isolation werden Plasmide mit gewünschten Eigenschaften aus Bakterienzellen isoliert oder von Laboren mit spezifischen Markergenen hergestellt. Gleichzeitig wird das Fremd-Gen mittels eines bestimmten Restriktionsenzyms aus dem Genom des Ursprungsorganismus ausgeschnitten und isoliert.
Der Rekombinationsprozess beinhaltet das Zusammenbringen des Plasmids, des Fremd-Gens und eines spezifischen Restriktionsenzyms in einem Reaktionsansatz. Das Enzym schneidet das Plasmid innerhalb eines Markergens. Aufgrund komplementärer Basensequenzen an den Schnittstellen (sticky ends) kann sich das Fremd-Gen in das Plasmid einfügen. Die Ligase verschließt anschließend die Schnittstellen.
Definition: Rekombinante DNA entsteht durch die Kombination von DNA-Sequenzen unterschiedlicher Herkunft, wie hier beim Einbau des Fremd-Gens in das Plasmid.
Beim Gentransfer werden Bakterienzellen dazu gebracht, die Plasmide aufzunehmen. Dieser als Transformation bezeichnete Vorgang kann durch verschiedene Methoden wie die Calciumchlorid-Methode oder Elektroporation erfolgen.
Example: Der natürliche Gentransfer bei Bakterien dient als Vorbild für diese künstlichen Methoden des Gentransfers in der Biotechnologie.
Die Selektion transgener Bakterien ist notwendig, da nicht alle Bakterien das Plasmid erfolgreich aufnehmen. Eine Methode hierfür ist die Stempeltechnik oder Replika-Plattierung. Dabei werden die Bakterien zunächst auf einer Agarplatte mit einem Antibiotikum kultiviert, das nur von Bakterien mit einem Resistenzgen (Markergen) im Plasmid überlebt wird.
Highlight: Die Blau-Weiß-Selektion ist eine weitere wichtige Methode zur Selektion transgener Zellen, die auf der Unterbrechung des lacZ-Gens durch das eingefügte Fremd-Gen basiert.
In der Klonierungsphase werden die erfolgreich transformierten Bakterienzellen kultiviert und vermehrt. Dies führt zur Entstehung vieler identischer Klone, die das Fremd-Gen tragen und das gewünschte Produkt über Proteinbiosynthese herstellen.
Quote: "Die Bakterienklone stellen nun das gewünschte Produkt über die Proteinbiosynthese her."
Diese detaillierte Beschreibung der molekulargenetischen Werkzeuge und deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen verdeutlicht die Komplexität und Präzision der modernen Gentechnik. Sie bildet die Grundlage für zahlreiche Anwendungen in der Biotechnologie, von der Herstellung medizinischer Wirkstoffe bis hin zur Entwicklung verbesserter Nutzpflanzen in der grünen Gentechnik.
Die Gentechnik, als gezielte Neukombination von DNA, erfordert spezifische Voraussetzungen und Grundoperationen. Zu den essentiellen Voraussetzungen gehören detaillierte Kenntnisse über die Ausgangs-DNA durch Sequenzanalyse, Schneidewerkzeuge für die DNA in Form von Restriktionsenzymen und Transportmittel für Fremdgene, bekannt als Vektoren.
Die Grundoperationen der Gentechnik umfassen mehrere Schritte:
Isolation der DNA: Hierbei wird beispielsweise ein Stück menschlicher DNA und ein bakterielles Plasmid isoliert.
Rekombination: In diesem Schritt erfolgt der Einbau der menschlichen DNA in das Plasmid.
Gentransfer: Das rekombinante Plasmid wird in ein Bakterium übertragen.
Selektion: Es wird überprüft, ob das Bakterium das Plasmid erfolgreich aufgenommen hat.
Zellvermehrung/Klonierung: Die erfolgreich transformierten Bakterien werden vermehrt.
Highlight: Das Grundprinzip der Gentechnik zur Manipulation von Lebewesen basiert auf diesen fünf Grundoperationen, die es ermöglichen, Fremdgene gezielt in Organismen einzubringen und zu exprimieren.
Vocabulary: Restriktionsenzyme sind molekulare Scheren, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können.
Example: Ein Beispiel für einen Vektor in der Gentechnik ist ein Plasmid, ein ringförmiges DNA-Molekül, das als Transportmittel für Fremdgene dient.
Diese molekulargenetischen Verfahren bilden die Basis für verschiedene Anwendungen in der Biotechnologie, einschließlich der grünen Gentechnik in der Pflanzenzüchtung und der medizinischen Forschung.
Restriktionsenzyme sind wichtige molekulargenetische Werkzeuge, die wie molekulare Scheren funktionieren. Sie schneiden DNA-Moleküle an bestimmten Stellen, erkennbar durch spezifische Basensequenzen. Diese Grundoperationen der Gentechnik ermöglichen das präzise Ausschneiden von Fremdgenen aus einem Genom sowie das Öffnen von Plasmiden, damit später fremde DNA eingebaut werden kann. Typischerweise entstehen dabei sogenannte "sticky ends", die die spätere Rekombination erleichtern.
Beim Gentransfer werden Bakterienzellen dazu gebracht, die rekombinanten Plasmide aufzunehmen. Es gibt verschiedene Methoden, die dabei helfen können, wie die Calciumchlorid-Methode oder die Elektroporation. Bei der Calciumchlorid-Methode werden die Bakterienzellmembranen durchlässiger gemacht, sodass die Plasmide leichter eindringen können. Der natürliche Gentransfer bei Bakterien läuft ähnlich ab, wird aber in der Gentechnik optimiert und kontrolliert durchgeführt.
Bei der Rekombination wird ein Fremdgen in ein Plasmid eingebaut, wobei die rekombinante DNA durch die Wirkung von Ligase stabilisiert wird. Dieser Prozess ist zufällig, weshalb sowohl Plasmide mit als auch ohne Fremdgen entstehen können. Die Selektion hingegen ist der nachfolgende Schritt, bei dem man die Bakterien identifiziert, die erfolgreich das rekombinante Plasmid aufgenommen haben. Dafür nutzt man oft die Blau-Weiß-Selektion, bei der Bakterienkolonien farblich unterscheidbar sind, je nachdem ob sie das rekombinante Plasmid enthalten oder nicht.
Die Stempeltechnik, auch Replika-Plattierung genannt, verwendet man zur Selektion transgener Bakterien, wenn man große Mengen von Bakterienkolonien auf die Aufnahme von rekombinanter DNA überprüfen möchte. Das Verfahren ermöglicht es, Kolonien auf zwei verschiedenen Agarplatten mit unterschiedlichen Antibiotika zu vergleichen. Es ist besonders nützlich, wenn die Selektion transgener Zellen über Antibiotikaresistenzen als Markergene erfolgt. Du würdest dieses Verfahren wählen, wenn du eine zuverlässige und visuelle Methode brauchst, um die erfolgreiche Transformation zu bestätigen.
Gentechnik verstehen: Grundlagen und Anwendungen von Thomas Brandt, Cornelsen Verlag 2020, Lehrbuch, Erklärt die molekulargenetischen Werkzeuge und Grundoperationen der Gentechnik anschaulich mit vielen Abbildungen und Beispielen - Link
Molekularbiologie für Schüler: Vom Gen zum Protein von Martina Weber, Klett Verlag 2019, Schülerheft, Bietet leicht verständliche Erklärungen zu Restriktionsenzymen, Vektoren und gentechnischen Verfahren mit praktischen Übungsaufgaben - Link
Genetik und Gentechnik: Basiswissen Oberstufe von Ulrich Eichenlaub, Stark Verlag 2021, Übungsbuch, Kompakte Darstellung aller gentechnischen Grundoperationen mit Fokus auf Prüfungsvorbereitung und Blau-Weiß-Selektion - Link
Biologie heute SII herausgegeben von Joachim Müller, Schroedel Verlag 2018, Schulbuch, Enthält ein umfangreiches Kapitel zur rekombinanten DNA-Technologie und Gentransfer mit detaillierten Protokollen zur Blau-Weiß-Selektion - Link
Erstelle ein Modell des Gentransfers mit einfachen Materialien: Bau ein 3D-Modell eines Plasmids mit Fremdgen aus Knete oder Pfeifenreinigern und veranschauliche die Rekombination und Transformation in Bakterienzellen.
Untersuche kritisch die ethischen Aspekte der Gentechnik: Recherchiere aktuelle Beispiele für Grüne Gentechnik (z.B. gentechnisch veränderte Nutzpflanzen) und erstelle eine Pro-/Contra-Tabelle zu gesellschaftlichen und ökologischen Auswirkungen.
App Store
Google Play
Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
Stefan S
iOS user
Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
Samantha Klich
Android user
Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.
Anna
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
Android user
Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️
Timo S
iOS user
Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!
Sudenaz Ocak
Android user
Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.
Greenlight Bonnie
Android user
Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼
Julia S
Android user
Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!
Marcus B
iOS user
Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben
Sarah L
Android user
Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.
Hans T
iOS user
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Julia S
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Marcus B
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Hans T
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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
Ja, du hast kostenlosen Zugriff auf Inhalte in der App und auf unseren KI-Begleiter. Zum Freischalten bestimmter Features in der App kannst du Knowunity Pro erwerben.
Svenja
@svenja_883263
Die Molekulargenetischen Werkzeuge und deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen bilden das Fundament der modernen Gentechnik. Diese Techniken ermöglichen die gezielte Manipulation von DNA und umfassen Verfahren wie DNA-Isolation, Rekombination, Gentransfer und Selektion. Zentrale Elemente sind dabei Restriktionsenzyme, Vektorenwie... Mehr anzeigen
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Die gentechnischen Grundoperationen werden im Detail wie folgt durchgeführt:
Bei der Isolation werden Plasmide mit gewünschten Eigenschaften aus Bakterienzellen isoliert oder von Laboren mit spezifischen Markergenen hergestellt. Gleichzeitig wird das Fremd-Gen mittels eines bestimmten Restriktionsenzyms aus dem Genom des Ursprungsorganismus ausgeschnitten und isoliert.
Der Rekombinationsprozess beinhaltet das Zusammenbringen des Plasmids, des Fremd-Gens und eines spezifischen Restriktionsenzyms in einem Reaktionsansatz. Das Enzym schneidet das Plasmid innerhalb eines Markergens. Aufgrund komplementärer Basensequenzen an den Schnittstellen (sticky ends) kann sich das Fremd-Gen in das Plasmid einfügen. Die Ligase verschließt anschließend die Schnittstellen.
Definition: Rekombinante DNA entsteht durch die Kombination von DNA-Sequenzen unterschiedlicher Herkunft, wie hier beim Einbau des Fremd-Gens in das Plasmid.
Beim Gentransfer werden Bakterienzellen dazu gebracht, die Plasmide aufzunehmen. Dieser als Transformation bezeichnete Vorgang kann durch verschiedene Methoden wie die Calciumchlorid-Methode oder Elektroporation erfolgen.
Example: Der natürliche Gentransfer bei Bakterien dient als Vorbild für diese künstlichen Methoden des Gentransfers in der Biotechnologie.
Die Selektion transgener Bakterien ist notwendig, da nicht alle Bakterien das Plasmid erfolgreich aufnehmen. Eine Methode hierfür ist die Stempeltechnik oder Replika-Plattierung. Dabei werden die Bakterien zunächst auf einer Agarplatte mit einem Antibiotikum kultiviert, das nur von Bakterien mit einem Resistenzgen (Markergen) im Plasmid überlebt wird.
Highlight: Die Blau-Weiß-Selektion ist eine weitere wichtige Methode zur Selektion transgener Zellen, die auf der Unterbrechung des lacZ-Gens durch das eingefügte Fremd-Gen basiert.
In der Klonierungsphase werden die erfolgreich transformierten Bakterienzellen kultiviert und vermehrt. Dies führt zur Entstehung vieler identischer Klone, die das Fremd-Gen tragen und das gewünschte Produkt über Proteinbiosynthese herstellen.
Quote: "Die Bakterienklone stellen nun das gewünschte Produkt über die Proteinbiosynthese her."
Diese detaillierte Beschreibung der molekulargenetischen Werkzeuge und deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen verdeutlicht die Komplexität und Präzision der modernen Gentechnik. Sie bildet die Grundlage für zahlreiche Anwendungen in der Biotechnologie, von der Herstellung medizinischer Wirkstoffe bis hin zur Entwicklung verbesserter Nutzpflanzen in der grünen Gentechnik.
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Die Gentechnik, als gezielte Neukombination von DNA, erfordert spezifische Voraussetzungen und Grundoperationen. Zu den essentiellen Voraussetzungen gehören detaillierte Kenntnisse über die Ausgangs-DNA durch Sequenzanalyse, Schneidewerkzeuge für die DNA in Form von Restriktionsenzymen und Transportmittel für Fremdgene, bekannt als Vektoren.
Die Grundoperationen der Gentechnik umfassen mehrere Schritte:
Isolation der DNA: Hierbei wird beispielsweise ein Stück menschlicher DNA und ein bakterielles Plasmid isoliert.
Rekombination: In diesem Schritt erfolgt der Einbau der menschlichen DNA in das Plasmid.
Gentransfer: Das rekombinante Plasmid wird in ein Bakterium übertragen.
Selektion: Es wird überprüft, ob das Bakterium das Plasmid erfolgreich aufgenommen hat.
Zellvermehrung/Klonierung: Die erfolgreich transformierten Bakterien werden vermehrt.
Highlight: Das Grundprinzip der Gentechnik zur Manipulation von Lebewesen basiert auf diesen fünf Grundoperationen, die es ermöglichen, Fremdgene gezielt in Organismen einzubringen und zu exprimieren.
Vocabulary: Restriktionsenzyme sind molekulare Scheren, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können.
Example: Ein Beispiel für einen Vektor in der Gentechnik ist ein Plasmid, ein ringförmiges DNA-Molekül, das als Transportmittel für Fremdgene dient.
Diese molekulargenetischen Verfahren bilden die Basis für verschiedene Anwendungen in der Biotechnologie, einschließlich der grünen Gentechnik in der Pflanzenzüchtung und der medizinischen Forschung.
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Beim Gentransfer werden Bakterienzellen dazu gebracht, die rekombinanten Plasmide aufzunehmen. Es gibt verschiedene Methoden, die dabei helfen können, wie die Calciumchlorid-Methode oder die Elektroporation. Bei der Calciumchlorid-Methode werden die Bakterienzellmembranen durchlässiger gemacht, sodass die Plasmide leichter eindringen können. Der natürliche Gentransfer bei Bakterien läuft ähnlich ab, wird aber in der Gentechnik optimiert und kontrolliert durchgeführt.
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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
Stefan S
iOS user
Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
Samantha Klich
Android user
Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.
Anna
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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️
Timo S
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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!
Sudenaz Ocak
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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.
Greenlight Bonnie
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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼
Julia S
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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!
Marcus B
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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben
Sarah L
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Hans T
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Greenlight Bonnie
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Julia S
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