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Lernzettel Gentechnik
Pädagogische Psychologie
Hochschule Bielefeld
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- Super Zusammenfassung! Vielen Dank!
- Könntest du das bitte rausnehmen, da das mein Dokument ist!
Text Vorschau
Biologie
Klausur Genetik
GEN
ECTN <
Polymerase
Ketten
Reaktion (
PCR) I S .
1- 2
- Restriktionen zyme
IS .
3- 4
Gelelektrophorese
IS .
5- 6
genetischer
Fingerabdruck
IVNTR
& STR
Analyse
) IS .
7
Gentransfer
1 S .
8- 70
→ e. coli Bakterien I
S
.
8
→ Tra n s fo r m a t i o n
IS .
8
→
Konjugation
1 S .
8- 9
→ Transaktion I
S
.
9-
70
Grundoperationen
Gentechnik
15-
→
Ablauf
IS .
77
12
→ Plasmide als Vektoren 15.
→
Resistenzen
Selektion IS
.
13
74
→
Blau-Weiß
Selektion IS
.
14
75
→
Vergleich
Selektion
sverfahren
15-
Polym!ase-Ke"en-Reaktion
1
2 3
1. Schri": Denauturi!ung
2. Schri": Annealing/Anlag!ung
3. Schri": Elongation/V!lang!ung
1- 3 LAU
:
5
'
3
' 5
"
3
'
☐NA
5
'
3
'
3
'
5
'
Vorlage
DNA
Primer
5
'
3
'
O
3
'
5
'
>
3
'
s
. tag
Polymerase
5
'
3
'
3
'
5
'
3
'
5
'
freie
Nukleotide
Materialien
:
Thermo
der i
DNA
Fragment,
DNA
Primer
,freie
DNA
Nukleotide
, hitzebeständige
Polymerase
(z.
tag
Polymerase
)
Erhitzen
auf
Ca.
94°C
Wasserstoffbrücken
bindung
(Wbb .
) werden durch die Hitze
aufgebrochen
→ der DNA
Doppelstrang spaltet
sich in zwei Einzel
Stränge
Langsames
Abkühlen
der
Temperatur auf
etwa 60°C
DNA
Primer lagern
sich über
Wbb an ihre komplementären Sequenzen
an
das 3
'
Ende
des
Ausgangs
DNA
Fragments
Temperatur
wird
auf ungefähr
72°C erhöht
Verlängerung
der Primer durch
Anknüpfen
von Nucleotiden an die 3
'
Enden mithilfe
der DNA
Polymerase
(z . taq
Polymerase
)
Res#iktionsenzyme
Restriktion
senzyme
sind
Enzyme
,
die DNA an spezifischen
Stellen
schneiden können .
durch diese Enzyme erfolgt
die
Zerlegung
der Fremd
DNA &
das
Aufschneiden
der Transport
DNA
→ verhindern im Bakterium einen
Befall
mit
Bakteriophagen
&
die
Neu
Synthese
dieser
,
indem
sie die Fremd
DNA
zerschneiden
Restriktion senzyme
werden aus Bakterien
gewonnen
/ isoliert
- alle Restriktions
enzyme
schneiden die DNA
innerhalb einer
spezifischen
,
zumeist
4 bis 6
Basenpaare
(
Bp
)
Langen, ErkennungsSequenzen
bestimmte DNA
Fragmente
können
hinzugefügt
&
entfernt
werden
→
Neu
Kombinationen
bestimmte Proteine können durch das Zerschneiden der DNA nicht
mehr
synthetisiert
werden
STICKY ENDS
Schnitt
erfolgt
in beiden
Strängen
versetzt
→ ein kurzes
Stück Einzel Strang
DNA steht
über
Einzel Strang
Enden sind
komplementär
zueinander
:
neigen
dazu
,
sich wieder zusammenzu
lagern
über Wbb
Restriktion
senzyme,
die
Sticky
ends schneiden
:
ECORI (aus dem e
Tag
I
:
Bakterium isoliert)
:
G A A T TC T C GA
C T
T A A G
A G C T
BLUNT ENDS
Schnitt
erfolgt
glatt
durch die DNA
nur
wenige Enzyme
schneiden blunt ends
:
Hae #
:
G G CC
CC GG
VERWENJUNG
vor
der
Gelelektrophorese ,
um die DNA in
Fragmente
zu teilen
- bei Plasmiden
,
die als Vektoren verwendet werden
,
um Fremd
gene
einzubauen
1- zur
Fremdabwehr im Bakterium
(in vivo))
AUSWEITUNG
es
bilden sich Banden mit
Fragmenten
mit
gleicher
Masse
Massen
standards
Person
^
Person 2 Täter
→
besitzen gleiche Wanderung
s
44 BP
geschwindigkeit
40
BP -
Banden werden durchFärbetech
3GBP
sooo sooo oo
niken sichtbar
gemacht
32 BP
resultierende
Banden werden mit
30 Bp
27 BP sooo sooo
sooo
schon bekannten Banden
25 Bp -
24
BP
- _
verglichen
21
BP
20 Bp
Massen
Standards werden
zugleich
18 BP
mitlaufen gelassen
15 BP - -
→ Moleküle
,
deren Masse man
12 BP
.. Kennt
b- BP
→ kann im Vergleich auf
die
Masse
derunbekannten
Fragmente
schließen
GELELEL
20
>
HOZESE VON 320
_
EINEN
Ladung
von
Proteinen
hängt
von
ihren Aminosäuren
ab
gleich große
Proteinmoleküle können
unterschiedlich schnell &
in
unterschiedliche
Richtungen
wandern
Proteine
werden demotiviert
& mit
entfalteten
Aminosäuren mit
spezifischen
negativ geladenen
Teilchen beladen
→ Proteine haben eine negative Ladung
& wandern in
Abhängigkeit
von
der
Molekular masse
durch das Gel
ANWENJUNG
Kriminalistik ;
Tätersuche
Vaterschafts
nachweise
Paläontologie
; Untersuchungen
an
Fossilien
Humangenetik;
Ermitteln von Erbgängen
& Genotypen
Lebensmittel analytik
ZEL
Moleküle Lassen sich voneinander trennen
( meistens
DNA
,
RNA oder
Proteine
) & in Banden mustern
sichtbar machen
Identifikation
von Molekülen
,
z. bei der STR
Analyse
genetisch! Fing!ab%uck
Jede
Person hat
einen individuellen genetischen Fingerabdruck ,
sodass
für jeden
Menschen ein
persönliches
DNA
Profil
erstellt werden kann .
MOLEKULARE MARKER
DNA
Abschnitte
mit derselben Basen
folge
&
natürlichen Variationen
Liegen häufig
im Bereich der Introns (nichtcodierenden Bereich)
molekulare Marker können sich in der Basen
abfolge
oder in ihrer Länge
unterscheiden
→
repetitive Sequenzen
:
VNTRS (variable humber of
tandem
repeats
)
:
10
150 Basenpaare
STRS (Short tandem
repeats
)
:
1
G
Basenpaare
Sequenzen
sind fast
über das
gesamte
Genom verteilt
Häufigkeit
der
Sequenzen
ist
jeweils
variabel
genetischer Fingerabdruck
=
Auflistung
der
Längen einiger
STR
Regionen
ERS ELLUNG INDIVIDUELLES DNA PROFIL
- PCR
eines DNA
Abschnittes
- Behandlung
mit
Restriktion
senzymen
- VNTR
oder STR
Abschnitte werden
durch eine Gelelektrophorese
nach
ihrer
Länge aufgetrennt
Längen
Marker
Laufen
zugleich
mit ,
sodass die absolute Größe eines
DNA
Fragments
bestimmt werden
kann
Durch diese verschiedenen
Variabel n kann jedes
Individuum
eindeutig
identifiziert
werden.
1. Schri"
2. Schri"
3. Schri"
4. Schri"
1
2
3
4
1. Schri"
2. Schri"
eine
Spender
Zelle baut zuerst über den Sex
Picus
Kontakt zur
Empfänger
Zelle
auf
anschließend
wird eine Plasmabrücke zur
Empfangen
Zelle
aufgebaut
,
über die
genetisches
Material
übertragen
werden kann
über die Plasmabrücke wird ein Einzel
Strang
des Plasmid (F
Plasmid:
F= Fertilität oder
R
Plasmid
:
R
=
Resistenz) der Spender
Zelle
rüber zur
Empfangen
Zelle
gebracht
die Plasmabrücke
löst sich
auf
die Einzel Stränge
werden in
beiden Zellen zu
einem
Doppelstrang
synthetisiert
TRANSDUKTION
Bakteriophagen
Phasen
- DNA
in
- ☐
eine
Bakteriophagen
( Virus
)
heftet
sich an
die Wirts
Wirtszelle
Wirts
Chromosom
Zelle
Injektion
der
Phagen
DNA in
die Bakterienzellen
Crossing
ÄÄ
,
Ä
3
sooo
%
HE
Ä
B-gg
neueWirts
Fp
zeile
Chromosom des Wirtes
wird
in zahlreiche DNA
Fragmente
zerlegt
rekombinante
Bakterium
Ä B-
3. Schri"
4. Schri"
bei der
Phagenreifung
kann ein Stück der Wirts
DNA in das
Kopfteil
der
Phase gelangen
→die
Phase
ist
defekt,
kann
jedoch
ein anderes Bakterium
infizieren
die neu zusammengesetzten Phagen
verlassen die Wirtszelle
„
alte
"
Wirtszelle wird zerstört
oder
Lysier t
f- zerfällt
)
die
„defekte
"
Phase
kann ein anderes Bakterium infizieren
& die
Bakterien
DNA
injizieren
das DNA
Fragment
kann durch Crossing
over
Ereignisse
in die DNA
der neuen Wirtszelle eingebaut
werden
ein
rekombinante Bakterium ist entstanden!
1. Schri": Isolation
2. Schri": Rekombination
3. Schri": Gen#ansf!
4. Schri": Selektion & Zellv!mehrung
Isolation eines bakteriellen
Plasmids
ein Gen z .
der menschlichen DNA wird
isoliert
- in vitro (
=
„
im Glas
"
/ im Labor)
das menschliche Gen wird in das Plasmid eingebaut
durch
Restriktion
senzyme
& DNA
Ligase
.
Rekombination
funktioniert
nicht immer
,
sodass
ebenfalls
Plasmide
ohne Fremden
entstehen
Plasmid mit dem
eingebauten
menschlichen
Fremdgen
wird in eine
Bakterienzellen
übertragen per Transfor mation
(
Gentransfer
)
Bakterien
können Plasmide
durch HitzeSchock aufnehmen
es
entstehen zudem
Bakterien mit Plasmid ohne Fremd
gen
&
Bakterien ohne Plasmid
die entstandenen Bakterien werden selektiert (z .
durch die
Resistenz
gen
oder
Blau-Weiß
Selektion
:
siehe
folgende
Seiten 1
,
sodass nur
Bakterien mit Plasmid
& Fremd
gen
isoliert werden
können
die
gewünschten
rekombinanten
Bakterien werden vermehrt
>
LASMIDE
ALS VE STOREN
mithilfe
von Plasmiden lassen
sich Vektoren
f-
„
Gentaxis
"
) herstellen
Bakterien können bestimmte Gene exprimieren
Plasmide lassen
sich leicht
isolieren
,
können mit Fremd
gehen
ausgestattet
werden
Plasmid kann durch
Ori
unabhängig
vom Bakterien
Chromosom
repliziert
werden
Restriktion
s
enzyme
ermöglichen
den
Einbau des
Fremdgens
;
zur
Isolation
des
Fremdgens
wird dasselbe Enzyme
verwendet
→ durch eine Zugabe
von
DNA
Ligase
entsteht ein rekombinanter Vektor
Einbau
gelingt
nicht immer
1
2
1. Selektion'chri"
2. Selektion'chri"
3
AUFBAU JLASMID
:
RES
S
ENZGEN
SELEK
-10N
deaktivierte
amp
"
Gen -
Restriktion senzym
zerschneidet
Fremdgen
das
amp
"
Gen (Resistenz
gen
(zerschneidet das
gegen
Ampicillin
)
amPR
- Gen)
am PR
Gen kann nicht
richtig
DNA
tetra
- abgelesen
werden &wirkt so
Ligase
go
Gen
nicht mehr
tetra
Gen
(
Resistenzen gegen
Promotor
( StartpunktDNA
Tetracyclin
)
befindet
sich immer
Polymerase
/
op,
auf
dem Plasmid
( Replikation
sstartt -
amp
R
& tetra
=
Mark ergehe
1- 3 LAU
:
RES
S
ENZGEN
SELEK-10N
gewünschte
Kolonie
mit rekombinanten
Plasmid
_
_
Kolonien
mit
Plasmiden
Nährboden
mit
Tetracyclin
Übertragung
Vergleich
der
der Kolonien
Muster
mit einem
samt Stempel
'
_
_
Kolonienmit
Plasmiden
Nährboden
ohneFremd
mit Ampicillin
gen
Überprüfung
,
ob ein Plasmid
aufgenommen
wurde
man
kultiviert die Bakterien auf
einem Nährboden mit
dem
Antibiotikum
Te t r a c y c l i n
- alle Bakterien ohne Plasmid werden
durch
Te t r a c y c l i n abgetötet ,
weil
sie das Resistenzen
tetra nicht besitzen
Überprüfung,
ob ein
Plasmid mit dem Fremdgen aufgenommen
wurde
13
☐
in
1. Schri"
2. Schri"
die Bakterien
(ohne Plasmid ;
mit Plasmid
,
ohne
Fremdgen
;
mit
Fremdgen
,
ohne Plasmid ;
mit Plasmid ,
nicht funktionierenden
Lacz
Gen : mit Plasmid & Fremdgen
) werden
auf
einem
Nährboden
mit Ampicillin
&
✗
Gal kultiviert
Bakterien mit einem Plasmid ohne das Fremd
gen
überleben
aufgrund
des
amp
R-
Gens
& die Kolonie setzt blauen Farbstoff
frei
- Bakterien mit einem Plasmid mit
dem Fremd
gen
überleben
aufgrund
des
amp
R -
Gens
& die Kolonie setzt keinen blauen
Farbstoff frei
→
gewünschten
rekombinanten Bakterien bzw. Kolonien
bleiben weiß
- Bakterien ohne Plasmid
,
mit
dem Fremden
aber ohne Plasmid
&
Bakterien mit dem Plasmid
& einem zerschnittenen
Lacz
Gen
ohne
Fremdgen
sterben
,
da das
Resistenzen
nicht vorhanden
oder
abgelesen
werden kann
VOR
_
EILE 3 LAU
####### WEIß
SELEK
ION
man
kann die Farbe der Bakterienkultur erkennen
:
weiß
=
mit Fremd
gen
;
blau
=
ohne Fremden
zur Selektion werden
weniger
Schritte benötigt
- das Verfahren
ist sicherer
→ man
findet
die rekombinanten Bakterien sehr
sicher
weniger Aufwand
:
keine zweite Petrischale
,
kein
Stempel
- es wird kein
Te t r a c y c l i n
& tetra
benötigt
VEZGLE
C- SELEK
IONS VERFAHREN
Blau
Weiß
Selektion Resistenzen
Selektion
Gemeinsam
es
findet
eine Selektion statt
Keiten
- beide
Verfahren
nutzen Ampicillin
& besitzen damit
das Amp
R
Gen
Unterschiede
Verfahren benötigt weniger
zeitaufwendiger,
daman
Schritte zur Selektion mehrere
- man braucht keinen
Ver
Schritte
benötigt
gleichschritt
Selektion
erfolgt
nur mit
man sieht direkt die Bak
Antibiotika resistenz gehen
:
ferien bzw .
Kolonien mit EEER &
amp
R
Plasmiden & Fremden
man erkennt rekombinante
→ Kolonien sind blau
oder Bakterien bzw .
Kolonien
weißgefärbt
nicht
auf
den ersten
Blick
Lernzettel Gentechnik
Kurs: Pädagogische Psychologie
Universität: Hochschule Bielefeld
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