Overview
Das Video bietet einen grundlegenden Überblick über Gentechnik, erklärt zentrale Begriffe und Verfahren und strukturiert das komplexe Themenfeld für Einsteiger.
Was ist Gentechnik?
- Gentechnik umfasst Verfahren, mit denen das Erbgut (DNA) von Organismen gezielt und künstlich verändert wird.
- Ziel ist u.a. das Kombinieren von Erbgut oder das Übertragen von Genen zwischen Organismen.
- Transgene Organismen (GVO) tragen gezielt eingefügte Fremd-DNA.
- Gentransfer dient, bestimmte Gene (meist für nützliche Proteine) in Zielzellen zu übertragen.
Ziele und Anwendungen der Gentechnik
- Produktion nützlicher Proteine wie Insulin durch gentechnisch veränderte Organismen.
- Erzeugung neuer Phänotypen, z.B. verbesserte Pflanzen.
- Analyse und Erforschung spezifischer Gene.
- Einsatz in Medizin, Landwirtschaft, Umweltschutz.
- Beispiel: Superplasmid-Bakterium, das Öl abbauen kann, hilft bei Umweltkatastrophen.
Einteilung der Gentechnik
- Rote Gentechnik: Medizin und Pharmazie.
- Grüne Gentechnik: Landwirtschaft und Pflanzenzucht.
- Graue Gentechnik: Umweltschutz.
- Weiße Gentechnik: Industrielle Anwendungen.
Zentrale gentechnische Methoden
- DNA wird mithilfe von Restriktionsenzymen (schneiden DNA an bestimmten Sequenzen) in Fragmente zerlegt.
- Klebrige oder glatte Enden entstehen, rekombinante DNA kann erzeugt werden.
- DNA-Ligase verbindet DNA-Fragmente.
- Als Vektoren dienen Plasmide oder Viren, die das Gen in Zielzellen übertragen.
Plasmide als Vektoren
- Plasmide sind kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die leicht verändert werden können.
- Sie enthalten: Restriktionsschnittstellen, Antibiotikaresistenzgene (als Reportergene), Replikationsursprung.
- Gentransfer ist selten, Selektion erfolgt über Antibiotikaresistenz.
Genbibliotheken und Identifikation von Genen
- Genomische DNA wird in Fragmente zerlegt und in Vektoren eingebaut (Genbibliothek).
- Jede Wirtszelle enthält ein DNA-Fragment und bildet eine Kolonie.
- cDNA-Bibliotheken enthalten nur exprimierte Gene.
- Gensonden identifizieren gezielt gewünschte Gene über komplementäre Basenpaarung.
Key Terms & Definitions
- Gentechnik — Verfahren zur gezielten Veränderung des Erbguts.
- Transgener Organismus (GVO) — Organismus mit eingeschleuster Fremd-DNA.
- Gentransfer — Übertragung eines Gens in eine Zelle.
- Rekombinante DNA — DNA mit Abschnitten unterschiedlicher Herkunft.
- Restriktionsenzym — Enzym, das DNA an spezifischen Sequenzen schneidet.
- Vektor — Transportmolekül (z.B. Plasmid), das Gene in Zellen einschleust.
- Plasmid — Ringförmige DNA in Bakterien, häufig als Vektor genutzt.
- DNA-Ligase — Enzym, das DNA-Fragmente verbindet.
- Genbibliothek — Sammlung von DNA-Fragmenten eines Organismus.
- cDNA — Komplementär-DNA, aus mRNA gebildet.
- Gensonde — Markiertes DNA-Fragment zur Genidentifizierung.
Action Items / Next Steps
- Schaut euch die verlinkten Videos zu cDNA und zu ethischen Fragen der Gentechnik an.
- Wiederholt die erläuterten Fachbegriffe.
- Informiert euch über Methoden zur Identifikation und Isolierung von Genen.