Kompetenzen Stammbaumanalysen , Aufbau der DNS, Prinzip der
Werbung
Kompetenzen Gentechnik I Werkzeuge der Gentechnik: Restriktionsenzyme Bemerkungen Ich kann die Wirkungsweise und natürliche Herkunft / Funktion von Restriktionsenzymen erläutern. Ich kann beschreiben, warum Restriktionsenzyme in der Gentechnik wichtig sind und wie sie eingesetzt werden. Ich kann in diesem Zusammenhang die Bedeutung von „sticky ends“ erklären. Werkzeuge der Gentechnik: PCR Bemerkungen Ich kann die Funktion und Anwendungsgebiete der PCR erläutern. Ich kann den Namen nennen, der sich hinter der Abkürzung „PCR“ verbirgt. Ich kann die Stoffe und den Apparat benennen, die für eine PCR benötigt werden. Ich kann die drei Schritte der PCR benennen und genau erläutern (unter ungefährer Angabe von Temperaturen). In dem Zusammenhang kann ich die Besonderheit der eingesetzten DNA-Polymerase und die Aufgabe der Primer erläutern. Ich kann erklären, warum nach einer PCR sehr geringe (vernachlässigbare) Mengen an DNS vorliegt, die an einem Ende oder an beiden Enden länger sind als der zu vervielfältigende Abschnitt. Ich kann Ähnlichkeiten und Unterschiede von PCR und DNA-Replikation erläutern. Werkzeuge der Gentechnik: Gelelektrophorese Ich kann die Funktion und Anwendungsgebiete der Gelelektrophorese erläutern. Ich kann erklären, wie mit Hilfe der Gelelektrophorese Restriktionsfragmente unterschiedlicher Länge voneinander getrennt werden. Ich kann erklären, warum die DNA-Moleküle von einem negativen elektrischen Pol angezogen werden. Bemerkungen Werkzeuge der Gentechnik: Southern Blotting Ich kann die Funktion und den Anwendungsbereich des Southern Blotting erläutern. Ich kann erklären, wie die DNA-Banden nach einer Gelelektrophorese mit Hilfe von einer Alkalilösung, saugfähigem Papier und einem Gewicht als Einzelstränge auf eine Nylonmembran (Nitrocellulosepapier) übertragen werden Ich kann die Funktion von Gensonden beim Southern Blotting erklären Ich kann erklären, warum die DNA zur Markierung mit Gensonden einzelsträngig vorliegen muss. Bemerkungen Molekulargenetische Verfahren: Genetischer Fingerabdruck Ich weiß, dass sich die DNA menschlicher Individuen zu 99,9 % gleicht und dass individuelle Unterschiede nur 0,1 % des Genoms ausmachen (0,1 % von 3.000.000.000 Basenpaaren = 3 Mio bp) Ich kann erläutern, durch welche Typen von Unterschieden (SNPs, VNTRs) sich die DNA menschlicher Individuen identifizieren lässt und kann dabei zwischen codierenden und nicht-codierenden Sequenzen differenzieren. Ich kann erläutern, welche Bezeichnungen sich hintern den Abkürzungen SNP, VNTR und RFLP verbirgt und deren Bedeutung erläutern. Ich kann erklären, wie beim DNA-Fingerprinting Restriktionsenzyme, PCR, Gelelektrophorese und Southern Blotting miteinander kombiniert werden, um die RFLPs von Individuen sichtbar zu machen und miteinander zu vergleichen. Bemerkungen (Molekulargenetische Verfahren: DNA-Sequenzierung) Ich kann die Funktion und Anwendungsbereiche der DNA-Sequenzierung nennen. Bemerkungen Ich kann die Funktion von Didesoxynucleotiden (ddNTPs) für die DNASequenzierung erklären. Ich kann das Prinzip der DNA-Sequenzierung nach Sanger (Längensortierung der markierten Fragmente auf einem Sequenziergel) in einer Skizze darstellen Ich kann den Ausdruck eines Fluoreszenzdetektors in eine Basensequenz übersetzen (-> S. 175) Werkzeuge der Gentechnik: Bakterien Ich kann den Begriff „transgener Organismus“ definieren. Ich kann Gründe dafür nennen, warum sich Bakterien zum Einbau fremder DNS, zur Vervielfältigung von DNS und zur Herstellung von Genprodukten wie Insulin, gut eignen. Ich kann beschreiben, wie ein bestimmtes Gen, z.B. das Insulin-Gen aus einem Menschen, mit Hilfe einer Genfähre (Plasmid) und einem Restriktionsenzym in ein Bakterium eingebaut und vervielfältigt und dadurch das gewünschte Genprodukt gewonnen werden kann. Ich kann erklären, wie mit Hilfe von Antibiotikaresistenzgenen in den Bakterien, in die ein Gen eingeschleust werden soll, und der Stempeltechnik diejenigen Bakterienklone isoliert werden, bei denen die Genübertragung erfolgreich war. (s. auch: AB Stempeltechnik) Ich kann erklären, warum Bakterien oft als Vektoren für die gentechnische Veränderung von Pflanzen benutzt werden (siehe auch Seite 182), warum die Vektoren Antibiotikaresistenzgene enthalten und warum dies für die Krankheitsbekämpfung beim Menschen durch Antibiotika gefährlich sein kann. Ich kann beschreiben, welche Vorteile die Verwendung von Bakterien zur Vervielfältigung eines bestimmten Gens (z.B. menschliches Gen für die Insulinherstellung) im Vergleich zur PCR hat. Ich kann demgegenüber auch die Nachteile der Vervielfältigung von DNSAbschnitten mit Hilfe von Bakterien gegenüber der PCR nennen. Ich kann erläutern, wie mit Hilfe des Enzyms „Reverse Transkriptase“ ein Gen aus z.B. Pflanzen oder Tieren (Eukaryoten) „hergestellt“ wird, das in Bakterien ohne Probleme in ein Protein übersetzt werden kann. Ich kann erklären, wie die Zahl der Bakterien in einer Bakteriensuspension mit Hilfe einer Verdünnungsreihe ermittelt werden kann. Ich kann erklären, wie virale Vektoren funktionieren und in welchen Zusammenhängen sie eingesetzt werden. Bemerkungen
