3.1 Methoden der Gentechnik

1. Restriktionsenzyme kommen natürlicherweise in Bakterien vor und dienen zur Abwehr von Bakteriophagen (=Viren, die Bakterien befallen). Sie können DNA schneiden. Manche Restriktionsenzyme schneiden gerade, sie hinterlassen ein glattes Ende (blunt end). Benötigt werden meist die, die überlappende Enden beim Schnitt erzeugen (sticky end, siehe Bild). Molekularbiologen haben solche Enzyme isoliert und setzen sie ganz gezielt ein, um DNA an einer bestimmten Basenabfolge zu schneiden.

2. Auch Plasmide kommen natürlicherweise in Bakterien vor. Mit Ihnen kann ein Bakterium genetische Informationen an ein anderes Bakterium weitergeben (Konjugation). In der Gentechnik werden Plasmide hergestellt, um damit gezielt Gene auf andere Organismen wie Bakterien zu übertragen. Damit man später die richtigen Bakterien selektionieren kann, werden den Plasmiden auch zwei Antibiotika-Resistenzgene eingesetzt:

(funktioniert nicht mit dem Internet-Explorer)

Aufgaben zur Simulation der Polymerase-Kettenreaktion:

• Spiele mit der Simulation. Ziel ist es, das schwarze DNA-Fragment ein Mal zu verdoppeln. Dazu musst du drei Schritte erfolgreich durchlaufen (siehe gelbe Boxen).
• Informiere Dich über den Ablauf und die Bedeutung der PCR.
• Beurteile die Simulation nach Stärken und Schwächen.

Welcher DNA-Abschnitt vervielfältigt wird, hängt von der Wahl der Primer ab. In diesem tonlosen Video wird das verdeutlicht:

Aufgabe: Erkläre, wie man mit Hilfe der Primer den zu vervielfältigenden DNA-Abschnitt bestimmen kann.

Aufgaben zur Simulation der Gelektrophorese:

• Spiele mit der Simulation. Ziel ist es, mit dieser Apparatur ein Bandenmuster unterschiedlich großer DNA-Stücke zu bekommen.
• Informiere Dich über den Ablauf und die Bedeutung der Gelelktrophorese.
• Beurteile die Simulation nach Stärken und Schwächen.

Die DNA-Sequenzierung kombiniertt die Verfahren PCR und Gelelektrophorese geschickt. Ein Schlüssel für diese Technik bilden sogenannte Didesoxynukleotide: Werden diese im Verlauf der PCR in die DNA eingebaut, endet die Verdopplung an dieser Stelle (Kettenabbruchverfahren). Wie das Verfahren genau funktioniert, erfährst Du hier: