Molekularbiologie Eimer at Universität Frankfurt am Main

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Gentherapie
Probleme gegenwärtiger Behandlungsstrategien

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Modellorganismen (Homo sapiens, Drosophila melanogaster, C. elegans, Hefe, Maus, Zebrafisch, Arabidopsis)
  • Anzahl der Gene

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  • Genomgröße
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Modellorganismen (Homo sapiens, Drosophila melanogaster, C. elegans, Hefe, Maus, Zebrafisch, Arabidopsis)
  • Generationszeit

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Definition Epistase

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Definition genetische Komplementation

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Wie komme ich an die Sequenzinformation des mutierten Gens ?
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Genome Editing Tools

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Anwendung der Gentherapie

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Kennzeichnung von Modellorganismen

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Nebenwegsuppressor
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Massenspektrometer
Quelle

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Molekularbiologie Eimer

Gentherapie
Probleme gegenwärtiger Behandlungsstrategien
  • Meisten Erkrankungen sind komplex
  • Sie tauchen spontan auf (z.B. Krebs ohne Keimbahnmutation)
  • Jeder Patient hat eigenen genetischen Hintergrund
  • Jeder Patient verstoffwechselt Medikamente anders
  • Effizienz von Behandlungen schwer zu bestimmen


Molekularbiologie Eimer

Modellorganismen (Homo sapiens, Drosophila melanogaster, C. elegans, Hefe, Maus, Zebrafisch, Arabidopsis)
  • Anzahl der Gene
Alle multizellulären Systeme haben ca. 25.000 Gene
Hefe ca. 6.000 Gene.

Bei der Komplexität der Systeme unterscheidet sich nicht die Anzahl der Gene, sonder den Varianten pro Gen

Molekularbiologie Eimer

Modellorganismen (Homo sapiens, Drosophila melanogaster, C. elegans, Hefe, Maus, Zebrafisch)
  • Genomgröße
  • Homo Sapiens: 2900 Millionen Basen
  • Drosophila: 180 Mb
  • c. elegans: 97 Mb
  • Hefe: 12 Mb
  • Zebrafisch: 1.700 Mb
  • Maus: 1.700 Mb

Molekularbiologie Eimer

Modellorganismen (Homo sapiens, Drosophila melanogaster, C. elegans, Hefe, Maus, Zebrafisch, Arabidopsis)
  • Generationszeit
  • Homo sapiens: 16-25 Jahre 
  • Drosophila: 12 Tage
  • c. Elegans: 3 Tage
  • Hefe: 2 h
  • Maus: 10-12 Wochen
  • Zebrafisch: 12-16 Wochen
  • Arabidopsis: 6-12 Wochen

Molekularbiologie Eimer

Definition Epistase
Als Epistase bezeichnet man in der Genetik eine Form der Geninteraktion, bei der ein Gen die phänotypische Ausprägung eines anderen Gens beeinflusst.
Epistase liegt dann vor, wenn die Effekte verschiedener Loci abhängig voneinander sind.


Molekularbiologie Eimer

Definition genetische Komplementation
Komplementation bezeichnet in der Genetik das Verhältnis zweier Genloci zueinander. Durch Komplementation können genetische Defekte ausgeglichen werden. Dieser Ausgleich geschieht dabei auf funktioneller (Protein-) Ebene, so dass der genetische Defekt erhalten bleibt.

Molekularbiologie Eimer

Wie komme ich an die Sequenzinformation des mutierten Gens ?

 durch Single Nucleotide Polymorphismus (SNP) Mapping und Analysierung welche ORF in der Region liegen.
Die in Frage kommenden Gene werden dann weiter untersucht und sequenziert um die Mutation zu finden.

Molekularbiologie Eimer

Genome Editing Tools
Heute sehr zielgerichtete Genveränderung möglich. Bsp. Nukleasen
  • Zink-Finger, schneiden von Nukleasen als Dimer und erzeugen von Zink-Fingern mit spezifischen Bindestellen
  • TALEN, ähnliches Prinzip wie bei den Zink- Fingern
  • CRISPR, DNA-Schneiden koordiniert durch Tracer-DNA, sehr spezifisch
     

Molekularbiologie Eimer

Anwendung der Gentherapie
  • Korrektur genetischer Veränderungen
  • Krebszellen korrigieren
  • Virale Gene blockieren
  • Stammzellen aus somatischen Zellen herstellen
  • Induzieren von Krebszellen, um Toxin zu bilden, damit sie sich selbst töten

Molekularbiologie Eimer

Kennzeichnung von Modellorganismen
  • Schnelles Wachstum
  • Möglichst kurze Reproduktionszeit
  • Produktion möglich vieler Nachkommen
  • Leicht genetisch zu manipulieren/mutagenisieren
  • Genetisch gut definiert (Genom sequenziert!)

Molekularbiologie Eimer

Nebenwegsuppressor
zwei pathways, die zusammen einen gewissen output synthetisieren. Pathway wird durch Mutation weniger effizient, kann durch eine Mutation mit gain-of- function im anderen pathway ausgeglichen werden.

Molekularbiologie Eimer

Massenspektrometer
Quelle
2 Typen
  • MALDI
  • ESI

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