Bio Mai 06
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Bio – Genregulation, Gentherapie usw. ... Das Operonmodell von Jacob u. Monod ( 1960) Die Genregulation ( Ein-/ Ausschalten der Gene) erfolgt über Kontrolle der Transkription durch regulationsProteine: Repressorproteine Substratinduktion, Bsp. Lac-Operon Steuerung von abbauenden Stoffwechselprozessen Endproduktrepression [negative Rückkopplung]; Bsp. Trp-Operon Steuerung von aufbauenden Stoffwechselprozessen Repressorprotein – ein allosterisches Protein Effektor (Wirkstoff) verändert die Raumstruktur des aktiven Zentrums reversibel Trp-Operon: allosterische Aktivierung ( bei Anlagerung des Effektors (Trp, Corepressor) wird der Repressor aktiviert) Lac-Operon: allosterische Hemmung ( bei Anlagerung des Effektor wird der Repressor inaktiv) Gentherapie Funktionsweise: defekte Gene werden durch funktionierende ersetzt somatische Gentherapie In-vivo-Gentherapie (Im Körper des Patienten) Bsp. Mukoviszidose: Spray das das therapeutische Gen in Adenoviren verpackt enthält Ex-vivo-Gentherapie Entnahme defekter Zellen; Transfekton mit geeignetem Vektor; Vermehrung; anschließende Zugabe der Zellen mit funkt. Gen) Bsp.: hoher Cholesterinspiegel ( fehlende LDL-Rezeptoren): Lebergewebe werden Zellen entnommen. Mithilfe eines Retrovirus das fehlende Gen eingeschleust; vermehrt und wieder in die Leber gebracht. Probleme: mangelnde Kontrolle über das eingesetzte Gen; verpflanzte Gene sind meist nur einige Tage bis Wochen aktiv. Immunreaktionen des Körpers gegen die Vektoren; evtl. Ausbruch der Virenkrankheit Gendiagnostik Anwendung: Erkennen verborgener Viren und parasitären Erregern; Nachweis genetischer Veränderungen Gentechnik in der Pflanzenzucht Anwendung: resistente Sorten gegen Schädlinge und Krankheitserreger und Herbizide, anpassungsfähigere Pflanzen an die Umweltbedingungen transgene Pflanzen: Übertragung von Fremd-DNA durch Protoplasten ( Pflanzenzellen ohne Zellwand). Zum Einschleusen dient ein Plasmid als Vektor ( häufig Agrobacterium tumefaciens) Der Pflanzenparasit dringt in Zellen verletzter Pflanzenteile ein überträgt sein Ti-Plasmid und löst einen Tumor aus. Tauscht man das Tumor auslösende Gen gegen das benötigte Fremdgen aus wird nun das nützliche Gen in die Pflanze integriert und exprimiert oder direkter Gentransfer durch Elektroporation: Zellmembran wird durch kurze elektr. Impulse durchlässig gemacht, damit sie die Fremd-DNA aufnehmen können Risikofaktoren: Verdrängung heimischer Pflanzen, ökologische Störungen. Schädigung der Pflanzenfresser. Unkontrollierte Ausbreitung des Fremdgens. Unvorhergesehene „Nebenwirkungen des Fremdgens“ z.B Produktion neuer Proteine Allergien. Bsp.1)Antimatschtomate (Gentomate). Pektinase, dass für den Abbau der Zellwände zuständig wird, kann nicht oder in geringen Mengen hergestellt werden. Dazu wird das Gen in umgekehrter Richtung (anti-sense) an den Promoter gehängt (Methode: Siehe Einschleusen mit A.Tumefaciens). Es wird nun der ehemals nicht codogene Strang des Gens transkribiert. Es entsteht eine Antisense-mRNA die genau komplementär zur Pektinase-mRNA ist. Beide RNA lagern sich zusammen dadurch die Proteinbiosynthese der Pektinase gestoppt und es wird somit kein Enzym gebildet 2) Bt-Mais: der Schmetterling Zünsler ist der Hauptfeind des Maises ( zerstört 7% der Ernte). Bekämpft durch die Toxine des Bacillus thuringiensis ( Bt). Es ist gelungen eine transgene Maispflanze zu züchten die das Gen zur Synthese des Giftes dieses Bakteriums trägt. Dieses Gift reagiert mit spezifischen Eiweißen des Falters und ist somit für andere Insekten und den Menschen ungefährlich Ungeschlechtliche und geschlechtliche Fortfpflanzung Phylogenese: die evolutionäre Entwicklung der Organismen im Lauf der Zeit Ontogenese: Die Entwicklung eines Individuums von Befruchtung bis zum Tod Parthenogenese: Wenn sich eine Organismus fortpflanzt ohne Befruchtung ( Jungfernzeugung) Generationswechsel: Wechsel zwischen verschiedenen Vermehrungsarten Haplonten: Viele einzeller, einfache Algen, nur Zygote ist diploid Diplonten: fast alle Tiere, haploide Kernphase beschr. auf Keimzellenstadium ungeschlechtliche Fortpflanzung geschlechtliche Fortpflanzung Nachkommen durch mitotische Teilung der Elternorganismen Bei Einzellern ist jede Zelle Fortpflanzungszelle von Vorteil für Ortsgebundene Organismen Keimzellen gebildet durch Meiose und Rekombinantion 2 Keimzellen Zygote ( befruchte E.) Samen + Eizelle Es entstehe3n gen. versch. Individuen ( gen. Varibilität) bei sex. Fortpflanzung rasche Anpassung an veränderte Umweltbedingungen. künstliche Befruchtung im Mutterleib künstliche Besamung = Insemination Gametentransfer (Befruchtung nicht außerhalb des Mutterleibes) [Gameten, auch bekannt als Geschlechtszellen oder Keimzellen, sind haploide Zellen, die von sich geschlechtlich fortpflanzenden Organismen meist in besonderen Organen erzeugt werden. Der Geschlechtsvorgang besteht aus einer Verschmelzung von zwei Gameten und wird Gametogamie genannt. Das Verschmelzungsprodukt nennt man Zygote.] außerhalb des Mutterleibes In-Vitro Fertilisation (IVF) = Reagenzglasbefruchtung Eispende /Samenspende Präimplatationsdagnostik Stammzellen Def.: Undifferenzierte Zellen die die Fähigkeit besitzen sich selbst zu erneuern und über ein enormes Entwicklungspotential verfügen Totipotenz ( Omnipotenz) : Zygote, 2.-4. Zellteilung ( ein ganzer Organismus kann daraus entstehen) Pluri- u. Multipotenz: Mehrfach ausdifferenzierungsfähig adulte Stammzellen - dienen der Reparatur und Regeneration - vorkommen in ausdifferenzierten Geweben - Ausnahme Blutstammzellen des Knochenmarks sind Multipotent - Erythrocyten (rote B.), Leukocyten (weiße B.) Thrombocyten (Blutplättchen) - Zelltypen weiterer innerer Organe embryonale Stammzellen - bis zum 8-zelligen Zellstadium Totipotent danach Pluripotent therapeutisches Klonen Verfahren zur Gewinnung von Stammzellen Züchtung von Ersatzgeweben mit günstigen immunologischen Eigenschaften ( z.B. keine Abstoßung) Film Dolly : Die Körperzelle wird in der Eizelle zur embryonalen Stammzelle rückprogrammiert und alle Gene reaktiviert Probleme: Man weiß nichts über das tatsächliche Alter des Klons, die DNA in den Mitochondrien wird nicht mitgeklont evtl. Nutzen: Organe im Labor züchten Alle Angaben wie immer ohne Gewehr :P Viel „Spaß“ beim lernen ^^
