{"id":2059,"date":"2020-06-06T10:01:22","date_gmt":"2020-06-06T08:01:22","guid":{"rendered":"http:\/\/bioclips.info\/?page_id=2059"},"modified":"2021-03-20T16:49:20","modified_gmt":"2021-03-20T15:49:20","slug":"gengewinnung-und-reverse-transkriptase","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/bioclips.info\/?page_id=2059","title":{"rendered":"Gengewinnung und Reverse Transkriptase"},"content":{"rendered":"\n<p>Etwa eins von 2000 wei\u00dfen Kindern leidet unter der Erbkrankheit Mucoviscidose (cystische Fibrose), die rezessiv vererbt wird. Das vom Gen f\u00fcr cystische Fibrose codierte CFTR-Protein kontrolliert in der Zellmembran den Chlorid-Ionenaustausch. Ist dieser Austausch gest\u00f6rt, kommt es u.a. zur Bildung von abnormen z\u00e4hfl\u00fcssigem Schleim. In der Lunge f\u00fchrt dies zu einer Verstopfung der Bronchien und zur Bildung von fibr\u00f6sem Narbengewebe (daher der Name). Die Patienten leiden unter akuter Atemnot. Das Gen f\u00fcr die Krankheit befindet sich auf dem langen Arm des Chromosoms 7. Es umfasst 250 000 Basenpaare und besteht aus 24 Exons, die f\u00fcr das aus 1480 Aminos\u00e4uren bestehende CFTR-Protein codieren. Damit besteht das Gen nur aus knapp 2% f\u00fcr cystische Fibrose codierende DNA, den Rest bilden Introns.<br>Da die Lunge verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig anf\u00e4llig f\u00fcr Virusinfektionen ist, wurde diese Krankheit ausgew\u00e4hlt, um ein gesundes Gen in menschliche Zellen einzuschleusen. Den Transport sollen \u201everkr\u00fcppelte\u201c Adenoviren \u00fcbernehmen. Um dies zu bewerkstelligen, ben\u00f6tigt man das Gen f\u00fcr das CFTR-Protein.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"25\" height=\"25\" class=\"wp-image-962\" style=\"width: 25px;\" src=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon.jpg\" alt=\"\" srcset=\"https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon.jpg 512w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-150x150.jpg 150w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-300x300.jpg 300w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-270x270.jpg 270w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-192x192.jpg 192w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-180x180.jpg 180w, https:\/\/bioclips.info\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/cropped-favicon-32x32.jpg 32w\" sizes=\"(max-width: 25px) 100vw, 25px\" \/> Worum gehts?<\/h2>\n\n\n\n<p>Grunds\u00e4tzlich gibt es drei Methoden, um Gene zu gewinnen. Die eleganteste Methode ist wieder die Verwendung von Enzymen. Wie das funktioniert, wird hier erkl\u00e4rt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Gengewinnung<\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">&#8230; aus dem Genom<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>der DNA-Abschnitt wird direkt aus dem Spenderorganismus gewonnen<\/li><li>verwendet werden Restriktionsenzyme<\/li><li>Voraussetzung:<ul><li>das Gen ist genau lokalisiert<\/li><li>Schnittstellen f\u00fcr die Restriktionsenzyme sind bekannt<\/li><\/ul><\/li><li>Anwendung vor allem bei kleineren Genomen (Bakterien, Viren)<\/li><li>nach Auftrennung mittels Gelelektrophorese wird das Gen mit einer Gensonde aufgesp\u00fcrt<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">&#8230; aus Proteinvorlagen<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>Wenn die Aminos\u00e4uresequenz eines Proteins bekannt ist und man die mRNA nicht isolieren kann, l\u00e4sst sich auf Grundlage der AS-Sequenz auch eine k\u00fcnstliche DNA-Sequenz herstellen.<\/li><li>Aufgrund der Degeneration des genetischen Codes kann man Gene herstellen, die so in der Natur nicht vorkommen.<\/li><li>1988 konnte man t\u00e4glich DNA Fragmente mit 30 Basen herstellen, heute ist man in der Lage mit entsprechenden Automaten ganze Gene nach Ma\u00df in wenigen Stunden herzustellen.<\/li><li>Will man menschliche Gene, wie in der Einleitung dargestellt, verwenden, so hat man das Problem, dass die DNA Introns enth\u00e4lt.<\/li><li>Beim CTFR- Gen sind das immerhin 98% an \u201eNonseninformation\u201c.<\/li><li>W\u00fcrde man aus diesem Gen direkt eine RNA synthetisieren, dann enth\u00e4lt diese auch die \u00fcbersetzten Abschnitte der Introns, das Protein w\u00e4re unbrauchbar.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">&#8230; durch Transkription r\u00fcckw\u00e4rts<\/h3>\n\n\n\n<ul><li>Ein \u201eZuschneiden\u201c mittels Restriktionsenzymen w\u00e4re zu aufwendig und zu ungenau. Besser ist es, die mature mRNA zu verwenden, denn hier hat die Zelle schon die Introns herausgeschnitten, sie hat die Arbeit gemacht.<\/li><li>Die mRNA l\u00e4sst sich aber nicht in ein Plasmid einbauen (Einzelstrang gegen Doppelstrang), das man in ein Bakterium einschleusen kann.<\/li><li>Es wird also ein \u201eWerkzeug\u201c ben\u00f6tigt, mit dem es m\u00f6glich ist, aus einer mRNA eine DNA herzustellen. Diese Aufgabe \u00fcbernimmt die Reverse Transkriptase der Retroviren. Mit ihr ist es m\u00f6glich RNA in DNA umzuschreiben.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Reverse Transkriptase<\/h2>\n\n\n\n<ul><li>Enzym, das durch einen r\u00fcckl\u00e4ufigen Transkriptionsvorgang DNA synthetisieren kann.<\/li><li>Mittels der Reversen Transkriptase wird aus der RNA eine DNA &#8211; Strang synthetisiert.<\/li><li>DNA, die durch Kopieren einer RNA entstanden ist, nennt man copy-DNA oder complementary-DNA (cDNA).<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Etwa eins von 2000 wei\u00dfen Kindern leidet unter der Erbkrankheit Mucoviscidose (cystische Fibrose), die rezessiv vererbt wird. Das vom Gen f\u00fcr cystische Fibrose codierte CFTR-Protein kontrolliert in der Zellmembran den Chlorid-Ionenaustausch. Ist dieser Austausch gest\u00f6rt, kommt es u.a. zur Bildung von abnormen z\u00e4hfl\u00fcssigem Schleim. 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