VL 6 Gentechnik IV

Question 1

Genome Editing – wozu dient es, wie funktioniert es?

Answer 1

Genome Editing dient dem gezielten Verändern von Genen und somit der Aufklärung deren Funktionen in der Forschung, Medizinische Anwendung; Reparatur von Gendefekten, humane Gentherapie sowie in der Landwirtschaft zum Erzeugen von Resistenzen und Veränderung von Organismen für besseren Ertrag usw.
eine Möglichkeit (vor Genome Editing): das Gen von Interesse ausschalten (Knock-out) und die Konsequenzen für den Organismus betrachten. Diese Methode ist jedoch sehr rabiat - besser noch; kleine gezielte Mutation statt Knockout, z.B. bei essenziellen Genen.
Das gezielte Schneiden eines DNA-Doppelstrangs, dort wo die Mutation eingeführt werden soll, erhöht die Effizienz der homologen Rekombination beim Genome Editing um 2 – 3 Größenordnungen gegenüber früheren Techniken ohne gezielten Doppelstrangbruch.
Also: gezielter Schnitt der dsDNA mittels programmierbarer Endonukleasen, dann entweder Anbieten einer Donor-DNA und homologe Rekombination oder ohne Donor-DNA: non-homologous en-joining (fehlerhaft)
Weitere Möglichkeiten: Zwei Schnitte -> große Deletionen oder Inversionen, sowie bei zwei Schnitten auf nicht homologen Chromosomen: Translokationen

Question 2

Was ist Forward Genetics, was Reverse Genetics?

Answer 2

Forward Genetics:
Prozess (zu untersuchen) -> durch (Zufalls-)Mutagenese Phänotyp (wie sieht dieser aus, wenn der Prozess defekt ist?); findet man entweder durch Screening oder Selektion -> Gen (welches Gen ist bei diesem Phänotyp mutiert?) -> Protein (lässt sich durch Gen ermitteln; dann schauen welche Funktion das Protein in besagtem Prozess hat
Reverse Genetics:
Prozess (zu untersuchen) -> Suche nach Protein, welches eine Funktion in dem Prozess hat -> vom Protein lässt sich auf das Gen schließen (z.B. durch screening einer Genbank) -> durch Knockout/Editing des Gens lässt sich die phänotypische Auswirkung eines Defekts im Gen/Protein feststellen

Question 3

Wie können mutierte Organismen generiert werden?

Answer 3

Durch Bestrahlung mit UV o.Ä.

Question 4

Selektion vs Screening?

Answer 4

Wird eine Zufallsmutagenese durchgeführt, z.B. durch bestrahlung von Bakterien, gibt es einerseits die Möglichkeit des genetischen Screenings, d.h. beim Ausplatieren wachsen viele mutante Phänotypen und man muss den von Interesse Suchen,
oder: man macht eine genetische Selektion, bei der nur die Mutanten von Interesse überleben – führt technisch schneller zum Ziel.
Trotzdem ist das screening häufiger als die Selektion

Question 5

Wie identifiziert man das Gen, das für einen mutanten Phänotyp verantwortlich ist?

Answer 5

Vergleich des Genoms des mutierten Phänotypen mit dem Wildtyp

Question 6

Was ist Komplementation?

Answer 6

= funktionelle Ergänzung zweier mutierter Allele… wird genutzt um; (Kopplungsanalyse)
herauszufinden ob zwei Mutanten einer Zufallsmutagenese mit dem selben Phänotypen auch im selben Gen mutiert sind macht man eine Kopplungsanalyse;
wenn zwei Mutanten gekreuzt werden und die Nachkommen Phänotypisch dem Wildtyp entsprechen, sind sie genotypisch doppelt heterozygot und dementsprechend auf verschiedenen Genen mutiert gewesen – die unterschiedlichen Allele komplementieren sich aber
Haben die Nachkommen jedoch auch den mutierten Phänotypen, si befand sich die Mutation auf dem selben Gen und sie werden der selben Komplementationsgruppe zugeordnet

Question 7

Welches sind die wichtigsten eukaryoten Modellorganismen?

Answer 7

• Saccharomyces cerevisiae
• Arabidopsis thaliana
• Caenorhabditis elegans
• Drosophila melanogaster
• Danio rerio (Zebrafish)
• Mus musculus