Molekularbiologie / Genetik

Das Kapitel Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik in unserem Online-Kurs Molekularbiologie / Genetik besteht aus folgenden Inhalten:

  1. Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik
    Unter gentechnischen Methoden versteht man z. B. den Einsatz von Restriktionsenzymen bei der Durchführung einer Klonierung oder Techniken wie PCR, genetischer Fingerabdruck und Gelelektrophorese. Man kann dies kurz als angewandte Molekularbiologie bezeichnen.Die Molekularbiologie hat in den vergangenen Jahren viele nützliche Techniken hervorgebracht. PCR und genetischer Fingerabdruck sind dabei die bekanntesten.Die Anwendungen der Molekularbiologie sind vielfältig.Z. B. ist ...
  2. Klonierung
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung
    Klonierung einer DNA-Information in einen bakteriellen Vektor.
    Der Vorgang einer Klonierung ist relativ komplex. In den folgenden Kapiteln „Restriktionsenzyme", „Agarose-Gelelektrophorese" und „Klonierung" wird diese Methode ausführlich Schritt für Schritt erläutert. Ganz wichtig:Klonierung und Klonen sind völlig verschiedene Dinge!Als Klonen wird die Erzeugung eines oder mehrerer genetisch identischer Individuen ausgehend von einem ganz bestimmten Lebewesen bezeichnet.Beispiel: Erzeugung eines kompletten ...
  3. Restriktionsenzyme
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung > Restriktionsenzyme
    Restriktionsenzyme (oder Restriktionsendonukleasen) sind Enzyme, die DNA an spezifischen Stellen schneiden können. Sie stellen das Werkzeug in der Molekularbiologie dar. Die meisten Methoden beinhalten den Schritt des sogenannten Restriktionsverdaus, dem Zerschneiden der DNA-Probe.Restriktionsenzyme arbeiten absolut spezifisch!Restriktionsenzyme zeichnen sich dadurch aus, dass sie absolut spezifisch arbeiten. Die Nukleasen erkennen (je nach Spezifität) DNA-Abschnitte von 4–8 Basenpaaren. ...
  4. Methode: Gel-Elektrophorese
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung > Methode: Gel-Elektrophorese
    Agarosegel in Elektrophoresekammer und auf dem UV-Schirm. DNA-Proben leuchten orange im UV-Licht.
    DNA lässt sich in einer geeigneten Gelmatrix (Agarose) durch Anlegen einer Spannung umgekehrt proportional zum Logarithmus ihres Molekulargewichtes auftrennen. So kann z. B. überprüft werden, ob ein Restriktionsverdau erfolgreich durchgeführt werden konnte.Die Agarose-Gelelektrophorese ist eine Methode zur Auftrennung von DNA. Die DNA-Fragmente werden nach ihrer Größe in der Gelmatrix getrennt.Prinzip der GelelektrophoreseDas Prinzip: Man löst Agarose in Elektrophoresepuffer. ...
  5. Klonierung von Fremd-DNA und Transformation
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung > Klonierung von Fremd-DNA und Transformation
    Klonierung einer DNA-Information in einen bakteriellen Vektor.
    Eine Klonierung ist die Einführung eines DNA-Fragments (Insert) in einen Vektor (oder Plasmid).Schema einer Klonierung. Insert und Vektor müssen Restriktionsverdau, Dephosphorylierung und Ligation erfolgreich überstehen um ein neues Insert-Vektor-Konstrukt zu bilden.DNA-Fragment = InsertVektor oder Plasmid: zirkuläre extrachromosomale DNA, in der Regel in Bakterien zu finden, aber auch für Eukaryoten (z. B. Hefen) verfügbar. Der Vektor oder das Plasmid kann im Klonierungsprozess ...
  6. Transformation
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung > Transformation
    Nachweis einer gelungenen Transformation: auf dem Vektor kodierte Antibiotikaresistenzen werden durch Antibiotikazugabe im Medium sichtbar gemacht. Nur erfolgreich transformierte Bakterienzellen knnen wachsen.
    Beispiel: E.-coli-BakterienDamit 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.Das Video wird geladen...Transformation = VeränderungErinnern Sie sich nochmals an das Experiment von Griffith. Auch er hat den ...
  7. cDNA
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Klonierung > cDNA
    cDNA steht für complementary DNA oder komplementäre DNA.Wann wird cDNA wichtig?Der genetische Code ist universell. Das ist korrekt. Die Codone des genetischen Codes sind in allen Lebewesen im Einsatz. Die Tabelle hat Gültigkeit für alle Organismen. Gleichwohl gibt es Schwierigkeiten, sobald man ein eukaryotisches Gen (z.B. ein Gen des Menschen) in Bakterien klonieren möchte um das humane Protein dort erzeugen zu lassen.Diese Anwendung ist z.B. bei der Erzeugung von humanem ...
  8. Methode: Polymerase-Ketten-Reaktion
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: Polymerase-Ketten-Reaktion
    Die PCR wird in Thermozyklern durchgefhrt, die in Sekundenschnelle auf die geforderte Temperatur des nchsten Zyklusschrittes aufgeheizt werden knnen. Hier gezeigt ein Cykler der Firma Biometra. Rechts in der Abbildung: Einblick ins Forschungslabor: Lagerung der PCR-Proben im Eisbad.
    Ausgehend von der DNA-Replikation in der Zelle, entwickelte Kary Bank Mullis ein Verfahren, das DNA im Reagenzglas (in vitro) durch wiederholte Verdopplung in mehreren Zyklen mithilfe des Enzyms DNA-Polymerase vervielfältigt.Die DNA-Polymerase bindet sich an den DNA-Strang und erzeugt einen dazu komplementären Strang (= DNA-Replikation). In der PCR ist die DNA-Polymerase das einzige verwendete Enzym, alle anderen Schritte können ohne enzymatische Hilfe im Reagenzglas umgesetzt werden.Ablauf ...
  9. Methode: genetischer Fingerabdruck
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: genetischer Fingerabdruck
    DNA-Fingerprinting: DNA-Material eines Verbrechens. Ganz links (Spur 1) ist ein DNA-Lngenstandard auf dem Agarosegel aufgetragen. Dann folgen die Probe, welche am Tatort gefunden wurde, auf den Spuren 3 ? 7 jeweils DNA-Proben der Verdchtigen. Spur 2 und 5 stimmen in ihrem Bandenmuster berein, stammen also von der gleichen Person. Ist diese Person der Tter? Das Agarosegel wird von
    Der genetische Fingerabdruck oder das genetic fingerprintig ist eine Methode, die ein individuelles Profil erzeugt, welches auf dem Erbgut des jeweiligen Person basiert. PCR und Restriktionsenzyme in Kombination mit Gelelektrophorese zeigen dieses individuelle Profil.Die Methode wurde 1985 von Alec Jeffreys entwickelt. Im ersten Schritt werden mittels PCR DNA-Sequenzen vervielfältigt. Diese Markersequenzen (8–10 verschiedene) stammen aus nicht codierenden Bereichen des menschlichen Erbguts. ...
  10. Methode: Gensonde
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: Gensonde
    Die Gensonde ist eine in der Forschung eingesetzte Methode um eine komplementre Basensequenz aufzufinden.
    Eine Gensonde wird in der Forschung eingesetzt komplementäre Basensequenzen aufzufinden. So ist die Gensonde in der Regel eine komplementäre Sequenz bzw. ein komplementäre Sequenzabschnitt zu einem gesuchten Gen.Die Gensonde kann ein Poly- oder Oligonukleotid sein (in der Regel einzelsträngig, in seltenen Fällen auch RNA).Vorgehen: Eine DNA-Probe wird auf einer Oberfläche (Nitrozellulose, Kunststoffoberflächen,...) immobilisiert. Die so fixierte DNA wird dann mit ...
  11. Methode: DNA-Microarray (Biochip)
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: DNA-Microarray (Biochip)
    Thermocycler knnen zur Erzeugung von DNA, mRNA oder auch - wie in unserem Fall cDNA - eingesetzt werden.
    DNA-Mikroarrays (oder Biochips) geben uns die Möglichkeit, den Grade der Genexpression in einer Zelle/in einem Organismus zu testen. Dieses Verfahren kommt z. B. in der Krebsforschung oder in der allgemeinen Analyse von Genomen zum Einsatz. DNA-Mikroarrays können geringste Mengen mRNA oder rRNA nachweisen. Damit zeigen dies Ergebnisse die Transkriptionsaktivität an.Zuvor noch einige Begriffsklärungen:Menschliche DNA besteht aus Exons und Introns. Nur die Information der Exons ...
  12. Methode: FISH
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Methode: FISH
    Bild aufgenommen von:  Andres Hertel  Max-Planck-Institut fr biophysikalische Chemie  FG Molekulare Zelldynamik  Am Faberg 11  D-37077 Gttingen
    Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung oder FISH wird in der Molekularbiologie eingesetzt, um DNA oder RNA in Zellen nachzuweisen.Dabei kommt eine markierte Sonde zum Einsatz. Diese wird künstlich erzeugt und besteht aus DNA oder RNA mit einer speziellen Basenabfolge (Sequenz). Diese Sequenz ist komplementär zu der DNA- oder RNA-Sequenz, welche untersucht oder sichtbar gemacht werden soll.Die Sonde wird markiert, z. B. mit Biotin, oder kann auch direkt mit einem Fluoreszenzmarker versehen ...
  13. Bedeutung von Gentechnik in Biologie, Landwirtschaft und Medizin
    Methoden der Gen- und Reproduktionstechnik > Bedeutung von Gentechnik in Biologie, Landwirtschaft und Medizin
    Die Molekularbiologie und die Gentechnik als Anwendungsfeld des Grundlagenwissens haben in den letzten Jahrzehnten die Biologie und die Medizin stark verändert.Es gibt drei große Bereiche der Gentechnik:weiße Gentechnik -> Herstellung von Medikamenten, Enzymen usw.rote Gentechnik -> medizinisch eingesetzte Gentechnik/Gentherapiegrüne Gentechnik -> gentechnisch veränderte PflanzenPolitisch den stärksten und kontroversesten Diskussionen unterliegt die grüne ...
Molekularbiologie / Genetik
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