Transgene Organismen Flashcards
Was versteht man unter einem transgenen Organismus?
“Gentechnisch verändert ist ein Organismus, dessen genetisches Material in einer Weise verändert worden ist, wie sie unter natürlichen Bedingungen durch Kreuzen oder natürliche Rekombination nicht vorkommt”
Was versteht man in der Gentechnik unter dem Begriff der Transformation?
Einbringen von genetischen Informationen in Organismen
Was ist das Grundbrinzip der Transormation?
DNA → Vektor → Übertragungsweg → Zielorgan(ismus)
Was für Arten der Transformation gibt es? Wie unterscheiden sie sich im Bezug auf die lokalisation, vererbung und Expression?
- stabile Transformation
- integration in das Genom des Empfängers
- wird weiter vererbt
- dauerhafte Expression, aber i.d.R nur eine Kopie
- transiente Expression
- Einbringen in Cytoplasma des Empfängers
- nicht vererbt
- nur für kurzen Zeitraum exprimiert, aber i.d.R Überexpression (→ viele Genkopien)
Welche Methoden gibt es um eine stabile Transformation zu erreichen?
- Integration durch nicht-homologe Rekombination
- Integration durch homologe Rekombination
- Partikelbombardierung und Rekombination (Pflanzen)
- T-DNA vermittelte Transformation (Pflanzen)
Bei der stabilen Transformation durch ____________________________ wird die Fremd-DNA an einer zufälligen Stelle im Genom des Empfängers eingebaut.
Bei der stabilen Transformation durch nicht-homologe Rekombination wird die Fremd-DNA an einer zufälligen Stelle im Genom eingebaut.
Bei der stabilen Transformation durch ______________________ wird die Fremd-DNA gezielt an einer bestimmten stelle im Genom des Empfängers eingebaut.
Bei der stabilen Transformation durch homologe Rekombination wird die Fremd-DNA gezielt an einer bestimmten stelle im Genom des Empfängers eingebaut.
Welche Methoden gibt es für die transiente Expression?
- Transfer von Plasmid DNA in Zellkulturen
- Agrobakterien (Pflanzen)
- Partikelbombardierung (Pflanzen)
Welches Bakterien taxon spielt eine wichtige Rolle in pflanzlichen Gentechnick? Warum?
⇒Agrobakterien
⇒ besitzen ein Ti-Plasmid, welches einen Vektor zum stabilen transormieren von Pflanzen darstellt
Welche Region des Ti-Plasmids ist entscheident für seine Funktion als Vektor? Wie ist diese aufgebaut? Wie kann sie für die Gentechnick nutzbar gemacht werden?
⇒ T-Region (transfer-Region)
- T-Region besteht aus einer rechten und linken Grenze und der dazwischen ligenden T-DNA (transfer-DNA)
- Wildtyp-DNA aus der T-Region kann ausgetauscht werden, solange die Grenzen der T-Region nicht verändert werden
Was sind Nachteile an der T-DNA vermittelten transformation?
- Agrobakterium kann (eigentlich) nur dikotyle Pflanzen infizieren → meisten Nutzpflanzen jedoch monokotyl
- auschließlich nicht-homologer Einbau der T-DNA in Genom des Empfängers
Wie erfolgt die T-DNA vermittelte Transformation von Pflanzenzellen?
- Austausch der Wildtyp-T-DNA mit modifizierter T-DNA
- Einbringen des Ti-Plasmids in Agrobakterien
- Infektion von Pflanzenzellen mit Agrobakterium
- Zellkultur von infizierten Pflanzenzellen präperirten Nährmedien für die Selektion der Zellkulturen
- Züchten einer transgene Pflanze aus Zellkulturen
Wie ist modifizierte T-DNA aufgebaut?
- Linke Grenze
- Gen inkl. Promotor und Terminator
- Selektionsmarker
- Rechte Grenze
Wie kann Arabidopsis leicht mittels T-DNA transformiert werden? Wie hoch ist etwa die Transformationsrate?
- Wenn die ersten Blüten blühen → “dipping” der Blüten in Agrobakterium-Lösung
- Kultivierung der Pflanze in Aufzuchtschrank (2-3 Wochen)
- Samen Reifung und Trocknung
- Selektion der transformierten Samen auf Nährmedium
⇒ Transformationsrate etwa 1%
Wie ist die Ausgangssituation im “Postgenomics”-Zeitalter?
Zwar viele Genomsequenzen bekannt, aber ein Großteil der Funktionen von Genen ist unbekannt
Wofür kann Transformation in der Pflanzenforschung angewandt werden? (beispielhaft)
- Promotor-Reportergen-Fusion
- Protein-Reportergen-Fusion
- Struktut-Funktions-Untersuchung
- Über-Expression von Genen
Was versthet man unter der Promotor-Reportergen-Fusion? Wofür verwendet man sie?
- Auf einen Promotor folgt nicht mehr das Gen welches er eigentlich reguliert, sondern ein Markergen
- Gibt Aufschlüsse darüber, wo in einem Organismus ein Gen exprimiert wird
- Das funktionelle Gen bleibt erhalten. Es wird nur eine zusätzliche Kopie hinzugefügt
Was versteht man unter Protein-Reporterprotein-Fusion? wofür wird sie verwendet?
- Anbringen eines flureszierendes Proteins an Gen
- Gleiche verwendung wie bei Promotor-Reporterprotein-Fusion
Was versteht man unter dem biolistic DNA transfer? Welche Art(en) der Transformation kann erreicht werden?
- Fremd-DNA wird auf kleine Metallkugeln aus Gold / Wolfram gebracht und mittels einer Gen gun in Empfängerorganismen “geschossen”
- Auf jeden fall transiente Transformation, mit geringer Wahrscheinlichkeit auch stabile
Was ist der Vorteil/Nachteil an der Transformation von Plastiden?
Vorteile
- Große Expressionsmengen
- nur mütterlich vererbt → alle Tochterpflanzen auch transformiert
- homologe Rekombination
Nachteil
- Aufwendig zu selektieren auf Grund der hohen Anzahl an Plastiden
Was versteht man unter “forward genetics”? Was ist bekannt/ unbekannt vor der Untersuchung?
- Funktionsaufklärung von Genen und ihrer Produkte durch die Betrachtung vom Phänotyp zum Genotyp
- Sequenz unbekannt
- Funktion bekannt
Was ist die Vorgehensweise der forward gentics?
- Isolierung einer interessanten Mutante
- Gezielte Kartierung und isolation es verantwortlichen Gens
Was versteht man unter der “reverse Genetics”? Was ist bekannt/unbekannt zu Beginn der Untersuchung?
- Funktionsaufklärung von Genen und ihrer Produkte durch die Betrachtung von Genotyp zum Phänotyp
- Sequenz bekannt
- Funktion unbekannt
Was sind die zwei grundlegenden Möglichkeiten bei der reverse genetics?
- gerichte Mutagenese ( gezielte Mutation eines Gens von Interesse)
- zufällige Mutagenese (zufällige Mutationen von Genen)
