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Biologie /
CRISPR / CAS9
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CRISPR CAS 9 Arbeitsweise: → CRISPR = clustered regulary interspaced I short palindrome repeats" → sind kurze sich wiederholende DNA-Sequenzen im Erbgut von Bakterien + Archeen wechseln sich ab mit kurzen Zwischen sequenzen ↳ stimmen mit DNA-Baupläne von Bakteriophagen überein > Streptokokken-Enzym Cas9 begibt sich mit Hilfe von RNA-Moleküle zum Zielort 4 Entstehung dieser RNAS durch Ablesen der CRISPR-Sequenzen + ihrer zwischen sequenzen > dieses Komplex aus Cas 9 + RNA gleitet auf dem DNA - Strang 4 stoppt bei kurzen Signalsequenz aus 3 Nukleotiden -wichtig: Basenabfolge in der Umgebung dieser Stelle muss zu der RNA des komplexes passen - > an der passenden Stelle, schneidet Cas9 den DNA -Strang ↳falls nicht, wandert der komplex weiter Nutze der Maschinerie: → über die Sequenz der RNA kann man vorgeben, wo der komplex den DNA-Strang kappt Vorteil man müsste nicht mehr für jeden Schnittort" ein eigenes Enzym konstruieren › viel einfacher, billiger + schneller 88 Leit-RNA = Sucher für den Zielort", CRISPR/Cas9 = der Schneider Protein 1 So funktioniert CRISPR/Cas9 Herstellung einer Leit-RNA mit Sequenzantel- len, die zur Zielsequenz passen (rot). maßge- schneiderte Sequenz Cas9 (DNA-schnei- dendes Enzym) 2 Bildung eines Komplexes aus Leit-RNA und der Endonukle- ase Cas9 CRISPR/Cas9-Werkzeug ♥ Zielsequenz in der Zell-DNA komplementäre Sequenz in der Leit-RNA 3 Einschleusen des CRISPR/Cas9-Werk- zeugs in die zu manipulierende Zelle. Die Leit-RNA führt den Kom- plex an den Zielort im Genom heran. DNA Spaltung 4 Cas9 schneidet den DNA- Doppelstrang an der ent- sprechenden Stelle. Wenn der Zellapparat den Schnitt anschließend repariert. fügt er manchmal geneti- sches Material ein, das zu- vor in den Zellkern einge- bracht wurde. künstlich einge- brachte DNA Schritte 1 Herstellung einer Leit -RNA 2...
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Bildung eines komplexes 3 Einschleusen des Werkzeuges > Leit-RNA an den Zielort 4. Cas 9 schneidet die DNA >Zellapparat repariert den Schnitt Unterschiede zwischen CRISPR / Cas9 und Restriktionsenzyme CRISPR /Cas 9: → schneiden am vorgegebenen Ort → besitzen Leit-RNA (Sucher) → kein spezifisches Enzym notwendig Vor- und Nachteile : + →RNA erkennt das Viren - Genom > Cas-Proteine zerschneiden das virale Erbgut 4 keine Schaden entstehen → Krankheiten sind vermeintbar → Eliminierung von Erbkrankheiten → einfacher + präziser Reperaturmechanismus: Restriktionsenzyme: → schneiden nur spezifisch 42.B.: Hae III schneidet bei Guanin ↔bei Mutation verändert sich die Sequenz #kein Schnitt → spezifisches Enzym notwendig → beliebige, hochpräzise Änderungen am Genom → Entstehung eines Designerbaby > korrekturbedürftig → nicht fehlerhaft → extremes lückenhaftes Wissen → unvorhersehbare Spätfolgen > in den späteren Generationen → Ökosystem bedroht → nur im Embryonalstadien möglich →RNA direkt einspritzen > Nutzen eingeschränkt → Reperaturmechanismus oft unpräzise und produziert zufällig Indels, kleine DNA-Stücke, die an der Schnittstelle eingefügt oder ausge- schnitten werden + Gene unbrauchbar machen > in Zelle ungebundene DNA mit losen Enden schwirren herum, die durch HDR System nahtlos an der geschnittenen stelle ein → Erzeugung gezielte Veränderung im Erbgut
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