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Transformation

Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik / Klonierung

Beispiel: E.-coli-Bakterien

Damit die Bakterienzellen den Vektor aufnehmen können, muss eine Transformation durchgeführt werden. Sie kennen diesen Begriff bereits von den Experimenten, die Griffith durchgeführt hatte.

Transformation steht für verändern. Durch das Einbringen des Vektors wird die Bakterienzelle verändert, also transformiert.

Merke

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Transformation = Veränderung

Methode

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Erinnern Sie sich nochmals an das Experiment von Griffith. Auch er hat den Begriff Transformation verwendet!

Damit die Bakterienzelle den im Laborexperiment verwendeten Vektor aufnehmen kann, wird sie durch Salzbehandlung (in der Regel Calciumchlorid) „kompetent gemacht". In diesem kompetenten Zustand hat sie die Fähigkeit, Vektor-DNA aufzunehmen.

Bakterienzellen und Vektor-DNA werden in einem Reagenzgefäß zusammengemischt und einem Hitzeschock ausgesetzt. Ein gewisser Anteil der Bakterienzellen hat nach dieser Prozedur das Vektor-Molekül aufgenommen und ist somit transformiert.

Die Selektion auf transformierte Bakterien erfolgt in der Regel über Antibiotikaresistenzen, die in der Vektorsequenz codiert sind.

Nachweis einer gelungenen Transformation: auf dem Vektor kodierte Antibiotikaresistenzen werden durch Antibiotikazugabe im Medium sichtbar gemacht. Nur erfolgreich transformierte Bakterienzellen können wachsen.
Nachweis einer gelungenen Transformation

Antibiotika-Resistenzen werden in der Regel in Bakterien durch die Anwesenheit einer Plasmid-DNA vermittelt.

Dabei liegt die Geninformation, die für die Ausbildung einer Resistenz eingesetzt wird gängigerweise auf einem Plasmid. 

In der Gentechnik wird dies tagtäglich eingesetzt um einen schnellen und eindeutigen Nachweis zu haben, ob eine Transformation funktioniert hat. 

Hat das Bakterium die Plasmid-DNA aufgenommen?

Wenn ja, muss es auch die Antibiotika-Resistenz exprimieren können. Daher setzt man Selektivmedien, also Wachstumsmedien mit Antibiotikazusatz ein. 

Nur Bakterienzellen, die das Plasmid erhalten haben, können überleben.

LB-Wachstumsmedium mit Antibiotikum Ampicillin. Nur Zellen mit Resistenz können wachsen.
LB-Wachstumsmedium mit Antibiotikum Ampicillin. Nur Zellen mit Resistenz können wachsen.

Stempeltechnik

Vektoren mit mehrfachen Antibiotikaresistenzen können zur Stempeltechnik eingesetzt werden.

Besitzt ein Vektor neben dem

Besitzt ein Vektor neben dem "normalen" Sequenzabschnitt für eine Antibiotikaresistenz eine weitere, in der multiple-cloning-site lokalisierte, so kann dies für den Nachweis einer erfolgreichen Klonierung direkt eingesetzt werden.

Bei erfolgreicher Klonierung wird die Antibiotika-Resistenz in der multiple-cloning-site zerstört.

Mithilfe der Stempeltechnik kann überprüft werden, ob ein Bakterium ein Plasmid durch Transformation aufgenommen hat. So zeigt Wachstum auf einem mit Antibiotika versetztem Medium die Aufnahme des Plasmids an.
Mithilfe der Stempeltechnik kann überprüft werden, ob ein Bakterium ein Plasmid durch Transformation aufgenommen hat. So zeigt Wachstum auf einem mit Antibiotika versetztem Medium die Aufnahme des Plasmids an.
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Molekularbiologie / Genetik

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • DNA als Erbsubstanz
    • Einleitung zu DNA als Erbsubstanz
    • Molekularbiologie als Thema im Abitur
    • Aufbau der DNA
      • Einleitung zu Aufbau der DNA
      • Einzelstränge der DNA
    • Experiment von Griffith (1928)
    • Mutationen
    • DNA- Replikation
      • Einleitung zu DNA- Replikation
      • historisches Experiment: Meselson und Strahl
    • Organisation der DNA
  • Vom Gen zum Protein
    • Einleitung zu Vom Gen zum Protein
    • Transkription
    • Translation
      • Einleitung zu Translation
      • Der genetische Code
      • Die Aufgaben der RNAs (mRNA, tRNA)
    • Proteinbiosynthese in Eukaryoten
    • Genwirkkette
      • Einleitung zu Genwirkkette
      • Genwirkkette am Beispiel Neurospora crassa
      • additive Polygenie
    • Regulation der Genexpression
      • Einleitung zu Regulation der Genexpression
      • Genregulation: molekularen Ebenen
      • Lac-Operon
      • Trp-Operon
      • Genexpression bei Eukaryoten
        • Einleitung zu Genexpression bei Eukaryoten
        • Epigenetik
          • Einleitung zu Epigenetik
          • DNA-Methylierung
        • Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Einleitung zu Riesenchromosome machen Expression sichtbar
          • Entwicklungsstadien von Drosophila - regulierte Genexpression
  • Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Einleitung zu Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    • Klonierung
      • Einleitung zu Klonierung
      • Restriktionsenzyme
      • Methode: Gel-Elektrophorese
      • Klonierung von Fremd-DNA und Transformation
      • Transformation
      • cDNA
    • Methode: Polymerase-Ketten-Reaktion
    • Methode: genetischer Fingerabdruck
    • Methode: Gensonde
    • Methode: DNA-Microarray (Biochip)
    • Methode: FISH
    • Bedeutung von Gentechnik in Biologie, Landwirtschaft und Medizin
  • Genetik der Zelle
    • Einleitung zu Genetik der Zelle
    • Zellteilung
      • Einleitung zu Zellteilung
      • Mitose
      • Meiose
      • Zellteilungsstörungen
    • Stammzellen
      • Einleitung zu Stammzellen
      • Gewinnung embryonaler Stammzellen
      • Differenzierung von Stammzellen
      • Differentielle Genaktivität
        • Einleitung zu Differentielle Genaktivität
        • Steuerung der Genexpression in verschiedenen Entwicklungsphasen
        • Dictoyostelium discoideum
        • therapeutisches Klonen
          • Einleitung zu therapeutisches Klonen
          • Reproduktionstechnik - am Beispiel Dolly
        • Genetische Askpekte einer Krebserkrankung
      • Stammzellen - wie weit darf die Forschung gehen?
  • Humangenetik
    • Einleitung zu Humangenetik
    • Gendiagnose
    • Mendel Regeln
      • Einleitung zu Mendel Regeln
      • monohybrider Erbgang
      • dihybrider Erbgang
      • Genkopplung
    • Genetische Beratung - Erbkrankheiten
    • Stammbaumanalysen
      • Einleitung zu Stammbaumanalysen
      • Heterozygotentest
      • Beispiele für Erbgänge und Stammbäume
    • Der Einfluß einer Mutation auf den Phänotyp - Beispiel einer Erbkrankheit
    • Pränataldiagnostik
    • Trisomie 21 - Beispiel einer Chromosomenmutation
    • Turner und Klinefelter - Beispiele für Fehlverteilungen der Gonosomen
    • Blutgruppen und Rhesusfaktoren
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