5. Pflanzenviren 1. PEG-vermittelte Aufnahme von DNA
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1. Einordnung der Biotechnologie als eine Einführung 2. Der jetzige Stand 3. Einige molekularbiologische Grundlagen 4. Biotechnologische Methoden, die man kennen muss! Teil I 5. Was sind Mutanten und wie werden sie erzeugt? 6. Wie macht man gentechnisch veränderte Pflanzen? 7. Biotechnologische Methoden, die man kennen muss! Teil II 8. Umweltaspekte und ethische Erwägungen 9. Biotechnologische Diagnostik Erfolgreicher Gentransfer durch Agarobacterium tumefaciens Nutzpflanzen Magnolisopsida ? Rosopsida („Eudicots“) Tabak Tomate Kartoffel Raps Blumenkohl Salat Sonnenblume Apfel Rübe Liliospsida („Monocots“ Asparagus Yamwurzel Zwei Merkregeln 1. Bei Rosopsida (“Eudicots“) läßt sich das Agrobakteriumsystem meist gut anwenden. 2. Wenn das Agrobakteriumsystem verwendet werde kann, dann wird es auch meist verwendet. Das Promotorproblem Promotoren gelten nur innerhalb bestimmter Organismengruppen und müssen deshalb oft angepasst werden. Promotoren können die Expression konstitutiv oder selektiv regeln. Konstitutiv: Cauliflower mosaic virus 35S-Promotor. Oft verwendet. Spezifisch: Verwundung (Proteinaseinhibitor II in Kartoffel) Hitzeschock (Hitzeschockproteine) Licht (Rubisco, LHC) Organspezifisch (Speicherproteine) Seneszenz (Getreidekornfüllung) Weitere Methoden des Gentransfers 1. PEG-vermittelte Aufnahme von DNA 2. Elektroporation 3. Mikroinjektion, Makroinjektion 4. Biolistic („particle gun“) 5. Pflanzenviren 1. PEG-vermittelte Aufnahme von DNA: eine chemische Methode 1. PEG-vermittelte Aufnahme von DNA Effektivität der Transformation liegt bei 1 : 100000 1. PEG-vermittelte Aufnahme von DNA (Protoplastenfusion) 2. Electroporation (Aufnahme von DNA oder Protoplastenfusion) – physikalische Methode 2. Electroporation (Aufnahme von DNA oder Protoplastenfusion) 3. Mikroinjektion/ Makroinjektion 3. Mikroinjektion/ Makroinjektion Makroinjektion: Injektion von Plasmid-DNA nicht in Protoplast, sondern in Zelle, die Bestandteil einer lebenden Pflanze ist. Ähnlichkeit mit Transformation mit Agrobakterium. 4. Biolistic Vermutlich zweitwichtigste Methode nach Agrobakterium. 1985: Erste durch Biolistic (= Biology + Ballistic) erzeugte transiente Expression (Zwiebel-Epidermiszelle, transformiert mit Chloramphenicol-Acetyltransferase = CAT) 1987: Patentierung bei BioRad, USA 1988: Erste stabile Transformation durch Biolistic (Sojasprossmeristeme) Biolistic chloroplast transformation HELIUM HELIUM Rupture disk Flying disk DNA-coated gold particles Stopping screen Evacuated chamber Sterile leaf Plant regeneration medium 4. Biolistic Segregation of chloroplast genomes (Plastom) accelerated gold particle coated with transforming DNA ~50-100 plastids / cell ~10-20 nucleoids / plastid ~5-10 pt genomes / nucleoid ~10,000 pt genomes /cell 4. Biolistic Integration of foreign genes into the chloroplast genome B A pt DNA pt DNA gene A gene B intergenic spacer gene B gene X aadA gene C gene D gene C transformation vector gene A gene B gene B gene X aadA gene C gene D gene C transformation vector 5. Pflanzenviren Wozu gentechnisch veränderte Pflanzen? Veränderung der Eigenschaften von Pflanzen durch 1. Einführung neuer Gene 2. Überexpression von Genen 3. Antisense-Strategie 4. RNAi Die letzten beiden Methoden stellen auch Alternativen zur Mutantenerzeugung dar. 1. Einordnung der Biotechnologie als eine Einführung 2. Der jetzige Stand 3. Einige molekularbiologische Grundlagen 4. Biotechnologische Methoden, die man kennen muss! Teil I 5. Was sind Mutanten und wie werden sie erzeugt? 6. Wie macht man gentechnisch veränderte Pflanzen? 7. Biotechnologische Methoden, die man kennen muss! Teil II 8. Umweltaspekte und ethische Erwägungen 9. Biotechnologische Diagnostik
