11/2 Gentechnik & Cytogenetik

Question 1

Was sind transgene Organismen

Gentechnik

Answer 1

Transgene Organismen sind Lebewesen, in deren Keimbahn man mit gentechnischen Methoden ein oder mehrere zusätzliche, nicht artspezifische Gene eingeschleust hat

Genetischer Code universell

Question 2

Prinzip

Gentechnik

Answer 2

1. Identifikation entsprechender Gene
2. Isolation Gene
3. gezielte Veränderung ERbanlagen von lebenden Organismen

Question 3

Methode der Gentechnik
Vorgehen 1-3

Gentechnik

Answer 3

1. Plasmid wird aus Bakterium (mit Bakteriumchromosom & Plasmid) isoliert
2. gereinigte DNA wird aus Zelle mit gewünschtem Gen (in DNA im Zellkern) entfernt
3. Gen wird in Plasmid eingebaut -> rekombinantes Plasmid // Hybridplasmid

Plasmid: kleines, ringförmiges DNA-Molekül

Question 4

Vorgehen 4-5

Gentechnik

Answer 4

4. Hybridplasmid wird in Bakterienzelle transferiert (rekombinantes Bakterium)
5. Kultivierung der Zellen mit gewünschtem Gen –> Klonierung

Question 5

Optimierung der Methode

Gentechnik

Answer 5

Isolieren der mRNA in 2. (Grund: Introns bereits entfernt, Bakterium ohne Spleißenzyme)
dann: Umwandlung mRNA Einzelstrang in Doppelstrang durch Reverse Transkriptase -> Einbau in Plasmid

Question 6

Anwendungsbereiche

Gentechnik

Answer 6

• Rote : Medizin (Insulin): Diagnostik, Gentherapie, Entwicklung & Herstellung Arzneimittel
• Grüne: LWS: Pflanzenzüchtung, gentechnisch veränderte Organismen °
• Graue: Industrie
• Blaue: Wasser: Fischwachstum

° Antisensmethode: antimatschtomate

Question 7

Werkzeuge

Gentechnik

Answer 7

• Gen-Taxi (Vektor)
• Ligase (Kleber)
• Restriktionsenzyme (Schere)

Question 8

Gen-Taxi

Gentechnik

Answer 8

Transportmittel -> Übertragung DNA-Fragment in andere Zelle

Question 9

Ligase

Gentechnik

Answer 9

verbindet DNA-Fragmente wieder

Question 10

Restriktionsenzyme

Gentechnik

Answer 10

schneiden DNA an bestimmter Basensequenz -> palindromische Sequenz
- glatt
- versetzt -> sticky ends

Question 11

Vektoren

Gentechnik

Answer 11

• Plasmide (gentechn. optimiert)
• Phagen

Question 12

gentechnisch optimierte Plasmide

Gentechnik

Answer 12

• verschiedene Schnittstellen für Restriktionsenzyme; genutzt zur Integration on Fremd-DNA
• unters. Markergene (Bakt., die gewünschtes Hybridplasmid aufgenommen haben -> ausselektiert)

Question 13

Phagen

Gentechnik

Answer 13

Virus
-> benötigt lebende Zellen für Vermehrung, da Schleusen Gene in fremde Zellen
- Vorteil: lange DNA-Fragmente transportabel

Question 14

Wieso Selektion durch Markergene

Gentechnik

Answer 14

nötig zur Erkennung rekombinanter Bakterien

Question 15

Ablauf Selektion

Gentechnik

Answer 15

1. Transformation (Übertragung gene. Infos)
2. Selektion

Question 16

Transformation bei Selektion

Gentechnik

Answer 16

Plasmid pH233 mit Resistenzgen gg AB Tetracyclin & gg AB Ampicillin wird Fremd-DNA & Restriktionsenzyme, die “Ampicillin-Gen” schneiden, zugefügt
- entstandene Plasmide (Plasmid ohne & Plasmid mit Fremd-DNA) gelangen in E.Coli Bakterien

Question 17

Selektion

Gentechnik

Answer 17

1. Kultivierung Plasmide (3 varianten) auf Nährboden mit AB Tetracyclinn -> E Coli ohne Plasmid geht kaputt
2. weitere Selektion durch Stempeltechnik

Question 18

Stempeltechnik

Gentechnik

Answer 18

1. Bakt. kulturen auf Nährboden mit AB Tetracyclin
2. Samtstempel
3. Abdruck auf Nährboden mit AB Ampicillin -> Bakt. mit Fremd-DNA gehen kaputt

–> durch Vergleich mit Nährboden 1 können Bakterien, die Fremd-DNA aufgenommen haben, erkannt werden

Question 19

Möglichkeiten der Isolierung gewünschter Gene

Gentechnik

Answer 19

• ausgehend von DNA
• ausgehend von mRNA

Question 20

Isolierung ausgehend von DNA

Gentechnik

Answer 20

• Isolierung des gesamten Genoms
• Spaltung in Fragmente (-> Schrotschussklonierung)
• Einbau in Vektoren
• Vermehrung in Bakterien-> erhält DNA-Fragment-Sammlung(Gen-BIB), nicht nur gewünschtes Gen, sondern komplettes Genom (inkl. Introns & unnötiges Material)

Question 21

Wie findet man Gen bei Isolierung ausgehend von DNA?

Gentechnik

Answer 21

durch Gensonden (synthetisch hergestellte, kurze DNA/RNA-Abschnitte, komplementär mit Teilen des gesuchten Gens)
- radioaktiv markiert
- Basenpaarung -> Hybridisierung

Sichtbar durch Autoradiographie

Question 22

Isolierung ausgehen von mRNA

Gentechnik

Answer 22

Isolierung aus entsprechenden Zellen mit Reverse Transkriptase
- mRNA -> cDNA (Introns geschnitten, nur Exons)
- cDNA durch Ligase in Vektor eingebaut
- durch Klonierung cDNA- Bibs

copy-complemenary DNA