Genetik 3 an der Universität Freiburg im Breisgau

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Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) 

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Gentechnik Methoden

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Grüne Gentechnik
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Rote Gentechnik 

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Graue Gentechnik 

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Methoden zur Klonierung eines Gens

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Klonierungsvektoren 
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Methode 1 zur Molekularen Klonierung eines Gens

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Polymerasekettenreaktion (PCR) 

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Ablauf PCR

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Methode 2 der Molekularen Klonierung 
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Genetik 3

Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) 
Organismen, deren Erbsubstanz durch gentechnische Methoden in einer Weise verändert wurde, die in der Natur nicht vorkommt

Genetik 3

Gentechnik Methoden
  • Neue Kombination von Genen, Genfragmenten, DNA-Abschnitten werden hergestellt und in Erbgut lebender Organismen durch Einbau/Übertragung fremden Genmaterials
  • Umgehung von Artgrenzen

Genetik 3

Grüne Gentechnik
  • Anwendung in Pflanzenzüchtung
  • Nutzen in Landwirtschaft/Lebensmittelsektor und Bio-Fuels

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Rote Gentechnik 
  • Anwendungen in Medizin
  • Herstellung Von Arzneimitteln
  • Entwicklung diagnostischer und therapeutischer Verfahren

Genetik 3

Graue Gentechnik 
  • Herstellung von Enzymen/Feinchemikalien
  • Für industrielle Zwecke 
  • Mit veränderten Mikroorganismen

Genetik 3

Methoden zur Klonierung eines Gens
1)
  • Herstellung einer Genbank (mehrere Gene) aus DNA oder cDNA des Donororganismus
  • Identifikation der korrekten DNA-sequenz
  • Kombination mit regulatorischen Elementen (Promoter für An/Abschaltung des Gens) 
  • Transfer und Einbau in Zielorganismus
2)
  • Grundlage bekannter Sequenzen durch gezielte Vermehrung (Amplification) der DNA (PCR) 
  • Kombination mit regulatorischen Elementen (Promoter) 
  • Transfer und Einbau in Zielorganismus 

Benötigen von Klonierungsvektoren

Genetik 3

Klonierungsvektoren 
  • Kleine Kompakte, ringförmige geschlossene Plasmidmoleküle
  • Hohe Kopienzahl
  • Resistenzgen zur Selektion (Ampicillinresistenz) 
  • Replikationsursprung zur Vermehrung 
  • Polylinker: künstlich eingefügte Region, die singuläre Restriktionsschnittstellen enthält
Fakultativ
  • Markergene für erleichterte Screening (lacZ, blau weiß selektion) 
  • Promotoren zur Regulierten Genexpression

Genetik 3

Methode 1 zur Molekularen Klonierung eines Gens
  • Spaltunf von Vektor-DNA und Donor-DNA mit selben Restriktionsenzym/-endonuklease
  • Ligation der DNA-Fragmente in Plasmidvektor mit DNA-Ligase (durch Basenpaarung der freien geschnittenen Enden verbinden sich vektor und DNA) 
  • Transformation des rekombinierten Plasmides in E. Coli Wirt 
  • Vermehrung des Plasmids in E. Coli 
  • Vermehrung der E. Coli Zellen 
  • Isolierung bakterielle Klone
  • Identifikation der Klone mit gewünschten Gen

Genetik 3

Polymerasekettenreaktion (PCR) 
Molekulargenetische Standardmethode, um Gene/Sequenz Abschnitte 100% in vitro zu vermehren, analysieren, weiterverwenden
Erfordert keine gentechnische Veränderung des Organismus

Was benötigt wird:
  • Primer (Desoxyoligonukleotide)
  • Thermostabile DNA-Polymerase 
  • dATP, dGTP, dCTP, dTTP
  • Pufferbestandteile

Genetik 3

Ablauf PCR
  • 1) Kurzes Erhitzen zur Strangtrennung
  • 2) Abkühlen zur Bindung der Primer über Wasserstoffbrücken 
  • 3) DNA-Polymerase fügt Nukleotide an 3'-Ende jedes Primers 

Genetik 3

Methode 2 der Molekularen Klonierung 
Klonierung mittels PCR:
  • Primer für PCR werden synthetisiert => Restriktionserkennungsstellen wie die im Klonierungsvektor
  • Klonierungsvektor und DNA-Fragmente mit gleichen Restriktionsenzymen behandelt
  • Bakterielle Plasmid (trägt Resistenzgen) wird mit DNA vermischt und ligiert
  • Rekombinierte Plasmide werden in Bakterien Wirt eingebracht und mit Antibiotika selektiert

Genetik 3

Was ist Gentechnik? 
  • Ein Teilgebiet der Molekulargenetik 
  • Beschäftigt sich mit Isolierung, Charakterisierung, gezielte Neukombination von Erbmaterial

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