Gentechnik: Grundlagen und Werkzeuge

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Questions and Answers

Welche der folgenden Anwendungen gehört nicht zu den typischen Einsatzbereichen der Gentechnik?

Landwirtschaftliche Optimierung
Mikroorganismen in Kläranlagen
Verbesserung städtischer Grünflächen (correct)
Medizinische Therapien

Was ist die Hauptfunktion von Restriktionsenzymen in der Gentechnik?

DNA an spezifischen Basenfolgen zu schneiden (correct)
DNA zu vervielfältigen
DNA vor Abbau zu schützen
DNA-Stränge wieder zusammenzufügen

Was versteht man unter dem Begriff 'sticky ends' im Kontext der Gentechnik?

Eine spezielle Art von Ligase
Überhänge, die durch Restriktionsenzyme erzeugt werden (correct)
Das Ende eines Vektors
Eine Methode zur DNA-Vervielfältigung

Welche Aufgabe haben Ligasen im gentechnischen Prozess?

DNA-Fragmente miteinander zu verbinden (C) Signup and view all the answers

Was ist die Funktion eines Vektors in der Gentechnik?

DNA in eine Zelle zu transportieren (A) Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen Viren und Phagen als Vektoren in der Gentechnik?

Viren infizieren Tiere, Phagen infizieren Bakterien. (B) Signup and view all the answers

Wie funktioniert die Auswahl des richtigen Zellklons nach der Transformation mit einem Plasmid, das zwei Antibiotikaresistenzen (A und B) besitzt, wobei die Passagier-DNA in Resistenz A eingebaut wurde?

Die Zellen werden auf einem Medium mit Antibiotikum B kultiviert; nur die Bakterien, die das Plasmid enthalten, überleben, da die Einbaustelle der Passagier-DNA liegt in Resistenz A. (C) Signup and view all the answers

Welcher Schritt ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Auswahl der richtigen Bakterien auf der Petrischale korrekt erfolgt?

Die Verwendung eines Stempels zur korrekten Ausrichtung der Bakterien auf dem Nährmedium. (C) Signup and view all the answers

Was ist das Ziel der Gelelektrophorese im Vaterschaftstest?

DNA-Fragmente nach ihrer Größe aufzutrennen (C) Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt korrekt das Prinzip hinter der Auftrennung von DNA-Fragmenten in der Gelelektrophorese?

DNA-Fragmente wandern zum Pluspol, wobei kleinere Fragmente schneller wandern. (D) Signup and view all the answers

Flashcards

Gentechnik

Gezielte Übertragung von Genen eines Organismus in den Genbestand eines anderen.

Restriktionsenzyme

Enzyme, die DNA an bestimmten Basenfolgen schneiden und "sticky ends" erzeugen.

Ligasen

Enzyme, die DNA-Stücke wieder miteinander verbinden.

Passagier-DNA

Das zu übertragende DNA-Stück.

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Vektor (in der Gentechnik)

Transportsystem für DNA (z.B. Viren, Phagen).

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Gelelektrophorese

Methode zur Auftrennung von DNA-Stücken nach ihrer Größe.

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Radioaktiver Marker

Eine kurze einzelsträngigen DNA-Sequenz, die radioaktiv markiert ist und sich komplementär an eine Zielsequenz bindet.

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Study Notes

Gentechnik

Gentechnik bezeichnet die gezielte Übertragung von Genen eines Organismus in das Genom eines anderen.
Anwendungen umfassen Landwirtschaft, medizinische Produkte und Therapien, wirtschaftliche Produkte und Mikroorganismen in Kläranlagen.

Werkzeuge in der Gentechnik

Restriktionsenzyme schneiden DNA an spezifischen Basenfolgen, z.B. GAATTC, wodurch "klebrige Enden" entstehen.
Ligasen werden verwendet, um DNA-Stücke wieder zusammenzufügen.
Passagier-DNA ist das DNA-Stück, das übertragen werden soll.
Vektoren sind Transportsysteme für DNA wie Viren (bei Tieren), Phagen (spezialisiert auf Bakterien ohne Zellkern) und Plasmide.
In die DNA wird ein DNA-Stück mit den gleichen "klebrigen Enden" eingefügt.

Auswahl des richtigen Zellklons

Die Auswahl erfolgt durch das Finden des richtigen Zellklons, der aus Bakterien mit einem Hybridplasmid besteht.
Dazu gehören Resistenzen gegen Antibiotika A und B (A, B), sowie zerstörte Resistenzen gegen Antibiotikum A (a).
Petrischalen mit Antibiotikum B werden zur Auswahl verwendet.
Plasmide besitzen zwei Resistenzen gegen Antibiotika A und B, wobei die Einfügestelle für die Passagier-DNA in der Resistenz A liegt.
Bakterien werden auf einem Nährmedium mit Antibiotikum B aufgetragen.
Bakterien, die ein Plasmid enthalten, überleben.
Diese Bakterien werden auf ein Nährmedium mit Antibiotikum A übertragen unter Zuhilfenahme eines Stempels (wichtig -> korrekte Ausrichtung der Petrischale).
Bakterien mit Hybridplasmid (Plasmid + B-DNA) sterben, da die Resistenz A durch den Einbau zerstört wurde.
Rückschlüsse auf die Lage der Hybridplasmid-Bakterien werden auf der Petrischale mit Antibiotikum B gezogen.
Die richtigen Bakterien werden ausgeschnitten und vermehrt.

Herstellung einer Passagier-DNA

Man benötigt das Gen und das passende Restriktionsenzym.
Mittels mRNA und reverse Transkriptase wird die DNA hergestellt und z.B. in ein Plasmid eingebaut.
Der Aufbau des gewünschten Proteins ist bekannt und die DNA wird für dieses Protein synthetisiert.

Vaterschaftstest

1. Kontrolle der Blutgruppen

Die Blutgruppen von Mutter, Kind und potentiellem Vater werden verglichen.
Beide Männer können der Vater sein.
Die möglichen Phänotypen und Genotypen werden analysiert, z.B. A (A0), A (A0 oder AA), B (B0), AB (AB)
Weitere Systeme wie MN (M -> MM, N -> NN, MN -> MN) werden berücksichtigt.

2. Schneiden der DNA mit Restriktionsenzymen

Die DNA wird mit Restriktionsenzymen geschnitten, z.B. bei GAATTC (Schnittstelle: CTTAAG) oder GAATCC (Schnittstelle: CTTAGG), wobei Mutationen berücksichtigt werden müssen.
Die Schnittstellen sind meist gleich, können sich aber aufgrund von Mutationen unterscheiden.

3. Sortieren der DNA-Stücke mit Gelelektrophorese

DNA ist ein Anion (-) und wandert im elektrischen Feld.
Kleine DNA-Stücke wandern schneller als große.
Die Auftrennung der DNA erfolgt nach Größe, wodurch ein DNA-Schmier entsteht.

4. Übertragung des DNA-Schmiers auf Membran

Ein radioaktiver Marker wird hinzugefügt, der sich an eine spezifische Stelle der DNA anlagert.
Diese Stelle ist so gewählt, dass sie jeder besitzt, nicht geschnitten wird, sich aber nach dem Restriktionsenzym auf unterschiedlich langen DNA-Stücken befindet
Man findet normalerweise zwei Stellen pro Person.
Wenn das Ergebnis mit RE 1 übereinstimmt -> REZ, REZ => ♂2 ist Vater.