Bio

Transformation

Tote Bakterien lösen Zellwand auf, anderes Bakterium übernimmt DNA und Plasmid des gestorbenen Bakteriums

Transduktion

Bakterium wird von einem Virus befallen, welches eigene DNA in Bakterium absondert. Bakterium zerschnippelt DNA und baut neue Viren zusammen, die Virale und Bakterielle DNA haben. Andere Bakterien bauen Virale DNA ein.--> höhgere vielfältigkeit

Konjugation

Voraussetzung ist ein F-Plasmid. Das Bakterium fährt Pilus (Brücke aus Plasma) aus und verbindet sich mit anderem Bakterium. DNA Poymerase kopiert Plasmid, Relaxasom und Transferasom bringen es in Empfängerbakterum. Bakterien trennen sich, beide haben nun einen Pilus.

• Erbgut (DNA oder RNA)
• Proteinhülle

Tabak-Mosaik-Virsu: Capsid aus Capsomer, Form eines Stäbchens, RNA

Adenoviren: rund-eckig (polyedrisch) aus Capsomer, Glykoproteine für Schlüssel-Schloss- prinzip, DNA

Influenza-Viren: Äussere hüllen mit Glykoproteinstäbchen besetzt, Genom aus verschiedenen RNA Molekülen die von heilkalen Capsid umhüllt ist. RDA ist doppelt verhüllt

Bakteriophagen: befallen nur Bakterien, aus polyendrischem Kopf und einem Schwanzaparat. DNA im Kopf.

Pro: Viren enthalten das Rezept des Lebens

Contra: 

• keinen eigenen Stoffwechsel/Fortpflanzung
• lassen sich produzieren--> keine Proteinsynthese
• keine Nahrung nötig
• kein Sauerstoff

1. Virus setzt sich an Bakterium
2. Injziert Erbinformation
3. Bakterium wird umfunktioniert zur Virus-Produktionsmaschine/ Virus gewinnt kontrolle in Bakterium
4. Bakterium stirbt und gibt neue Viren frei

• Viren können Zelltransformation verursachen
• virale Gene können proonkogene anschalten

• mutationen eines existierenden Virus:  RNA viren hoch, da kein korrekturlesen. kleine veränderungen gegen die man nicht immun ist.
• Verbreitung existierender Viren von Wirtsspezies auf andere: Vom Tieren auf dem Menschen (Hanta-Virus)
• von kleiner isolierter Population auf ganze Welt: bluttransfusionen, lockeres Sexualverhalten, Fernreisen, Injektion von Drogen

• aus RNA; Retrovirus--> RNA zu DNA durch reverse Transkriptase
• Human Immunodeficiency Virus
• nur an weissen BK; befallen T-Helferzellen (welche B-Zellen (antikörper produzieren) und Killerzellen (befallene Zellen töten) zu Hilfe rufen; zeigen welches negative dings sie angreiffen sollen, besitzen es aber selber...)

• Bluttransfusion
• Nadelaustausch Drogen
• Geschlechtsverkehr

1. AKUTE PHASE HiV-Konzentration, T-Zell-Konzentration und Antikörperkonzentration schnellt in die höhe
2. INFEKTION: HIV konzentration sinkt (Immunsystem probiert zu bekämpfen, T zellen sinken relativ stark
3. KRANKHEITEN, SCHWACHES IMMUNSYSTEM:T-Zellen sinken relativ stark weiter , HIV steigt langsam aber stetig an und Antikörper bleiben hoch
4. AIDS: HIV ist nun über den Antikörpern, welche langsam sinken, T Zellen sind kaum mehr vorhanden

Aids wenn

• wenn Helferzellen den Wert von 200 pro Mikroliter Blut unterschreitet
• wenn zwei Aidsdefinierende Krankheiten auftreten

Aidsdefinierende Krankheiten

• Mundsoor
• Gürtelrose (herpes Zoster)

Acquired immunodeficiency syndrom

erworbenes Immunschwächesyndrom

• Hemmer des Viruseintrits:  machen dass Virus nicht mit Wirtszelle fusionieren oder eintreten kann
• Hemmer der reversen Transkriptase: beim Umschreiben der RNA in DNA werden Bausteine eingebaut die Prozess abbrechen--> schädigt eigene Körperzellen und MItrochondrien
• Hemmer der viralen Protease: wäre für zusammenbau der Viren zuständig
• Hemmer der viralen Integrase: Dna kann nicht mehr in Wirtszelle eingebaut werden.

1. gegen opportunische Krankheiten: Antibiotika

Auf Molekularbiologie und Genetik basierende Methoden und Verfahren zum Verändern des Erbgutes von Lebewesen, und die dadurch erhaltene Steuerung

• Medikamentenherstellung; in Bakterien, Pflanzen oder Tieren
• Genetischer Fingerabdruck in der Kriminalistik
• Bekämpfen von Krankheiten durch Gentherapie
• erkennung von Erbkrankheiten
• Schutz vor der Umwelt
• Zucht: resistente Organismen

1. Isolation : zB. eines menschlichen Gens und eines bakteriellen Plasmids
2. Rekombination: Einbau des menschlichen Gens ins bakterielle Plasmid
3. Gentransfer: übertragung des Plasmids ins Bakterium
4. Selektion: heraussuchen der erfolgreich kombinierten Bakterien
5. Zellvermehrung

1. --> schneiden DNA bei bestimmten Erkennungssequenzen auseinander.
2. Erkennungssequenzen sind Palindrom; auf beiden Strängen ind 5-3 Richtung gleich (wie Otto)...(EcoRI)
3. Es gibt überlappende Enden, die komplementär sind, und desshalb wieder zusammenkleben möchten (sticky ends)
4. Nun kann man Fremde DNA, die mit dem gleichen Restriktionsenzym geschnitten worden sind wieder zusammenfügen.

wenige vollziehen glatten DNA schnitt (HaeIII). bei beiden ist es mithilfe der DNA-Ligase möglich, die Enden zu kombinieren

Polymerase Chain Reaction

1. Zu vervielfältigende DNA, hitzebeständige DNA-Polymerase, vier DNA-Nucleotid Triphosphaten, zwei Primer in RG
2. RG wird im Thermocycler erhitzt 95c; Denaturierung: DNA-Doppelstrang in Einzelstränge
3. RG wird abgekühlt 45-60c: Annealing: Primer lagern sich an
4. RG wird erhitzt 72c: Polymerisation: Verlängerung der Primer 3

Nutzen: Vervielfältigung der DNA: Suche nach Gendefekten, kriminalistische Analytik

Gel (PH-wert 7) funktioniert wie Sieb, unten z.B Pluspol, oben Minuspol (DNA durch Phosphatgruppen negativ geladen)

• --> kleine DNA Fragmente wandern schneller zum Pluspol als grosse
• gleichgrosse Fragmente konzentrieren sich zu banden
• banden durch färbung sichtbar gemacht
• für äbschätzung gibt man DNA mit bekannter Grösse im Gel mitlaufen

DNA ist nicht bekannt, mann will Abfolge von A,T, C, G herausfinden; Ketten-Abbruch-Methode

1. ''unbekannte'' DNA wird in Stücke mit dem unterschied von je 1 Nucleotid getrennt
2. Gibt diese Stücke in RG mit den 4 Basen plus in je eines der RG ein T-Stopp, A-Stop, C-stop, G-stop
3. Hitze: Strang wird aufgetrennt und synthetisiert
4. (wenn aber ...-stopp eingebaut wird gibt es einen abbruch der synthetisierung)
5. --> Verschieden lange Stücke
6. Gelelektrophorese (reihe mit A, T, G, C) lässt sich durch die Unterschiedlichen Längen die Abfolge ablesen

Man kann auch Fluoreszierende-Abbruch-Nucleosid-Triphosphate ins Glas geben, dann kann alles in einem Glas passieren.

Identifikation

durch DNA-Sequenzierung kann man an Bluttropfen, Schuppen oder Haaren den Täter herausfinden, da man mit Ketten-Abbruch-Methode dienicht  Proteincodierenden Gene vervielfältigen kann und mit der Gelelektrophorese die DNA des Täters ablesen kann.

nicht Proteincodierende gene bei allen Menschen unterschiedlich; hintereinander wiederholende DNA Sequenzen, Mikrosateilten oder STR's, sind spezifisch für verschiedene Menschen; Primer können dort angesetz werden und so DNA sequenzierung machen; um sicher zu gehen neun mal --> Gelelektrophorese--> Ablesen

im rekombinanten Plasmid sind 2 Merkergene; A und B (resistenz gegen Antibiotika) drin. Bakterien ohne diese Gene können in einer Bakterienkultur mit diesen Genen nicht überleben.

1. Schritt: Tupfweise kultivierung der Bakterien auf einem Nährboden mit dem Gen A- Antibiotika enthält. --> Bakterien die A-Resistentes Gen nicht haben, sterben ab.
2. ---> Mann nimmt einen ''Stempel'' (Replikaplattierung)
3. Schritt: Hinter dem Antibiotika-Resistenz-Gen B befindet sich eine Schnittstelle für das Restriktionsenzym. Es baut fremde DNA ein, welches aber das Antibiotika-Resistenz-Gen hindert, in Kraft zu treten. Gibt man nun die Bakterien auf eine Bakterienkultur mit dem Antibiotika B, so sterben alle Bakterien ab, die das fremdgen eingebaut haben.
4. Der nun verschwundene Tupfen im Vergleich zu vorher, hat die fremd-DNA eingebaut.

Oberfläche ist in Tausende Felder eingeteilt. Oberfläche jedes Feldes Milionen von unterschiedlichen einzelsträngigen Dna-Molekülen (DNA-Sonden) fixiert. Gleiche Sequenz, etwa 20 Nucleotide.

1. zu testende DNA wird kleingeschnitten, in verschieden lange Fragmente (durch Enzyme)
2. Fragmente werden durch Erhizen einzelsträngig gemacht und mit fluoreszenzfarbstoff markiert
3. Auf Chip gegeben
4. DNA-Sonden suchen sich genau das aus Fragmenten aus, dass komplementär ist--> kurzer Doppelstrang
5. gefischte DNA-Fragmente bleiben auf einem Feld kleben, andere werden abgewaschen.
6. Auswertung auf dem Computer, je Feld mit intaktes allel und eins für Mutiertes, mutiertes leuchtet auf, wenn es ''partner'' gefunden hat.

Einsatz für Medikamente herzustellen; in E.coli Pakterien

1. menschliches Gen wird isoliert, Plasmid wird isoliert
2. Codierendes Gen wird in Plasmid eingebaut, Plasmid ins Bakterium
3. Bakterien werden vervielfältigt
4. Enzym , dass Genexpression --> Proteinsynthese, macht wird zugegeben
5. Bakterien und Proteinketten werden getrennt
6. Abtrennung des Stückes das dem Enzym aufspaltungsort gezeigt hat wird entfernt
7. bei Insulin werden A und B kette zusammengefügt, über Disulfidbrücken verbunden und so hat man Insulin

Herstellung von Insulin, Antikörper, Thrombin usw.

• IN VITRO
• mikroinjektion des Fremdgens in befruchtete Eizelle aber in die Vorkerne der Eltern
• verschmelzug, integration des Fremdgens in die Zygote
• einsetzen des Embryo in den Uterus der Leihmutter

• antisynthesegen Gen wird inter Gen, das für Aynthese des Amylose zuständig ist (mann will nicht dass sich diese synthetisieren) ins Genom der Pflanze eingeschleust
• Beitranskription sind Amylose und antysinthesegen hintereinander und kleben zusammen, können nicht mehr transliert werden
• --->Nutzen in der Industrie, für Stärkeproduktion

anders BSP.

Mais: wird Gen eingeschleust, dass Gift codiert und so schädliche fernhält oder gerade abtödet.

• schädlingsbekämpfung, Nährstoffverbesserung, Wachstumsveränderungen