Chromosomale Veränderungen und Gentechnik: Ein Überblick
Chromosomale Veränderungen
Strukturelle Veränderungen
Beeinflussen die Struktur der Chromosomen und die normale Lage der Gene. Veränderungen treten in der Mitose und Meiose auf, hauptsächlich während der Prophase I der Meiose. Vier Arten:
- Deletion: Verlust eines Chromosomensegments, z.B. Cri-du-chat-Syndrom.
- Duplikation: Wiederholung eines Chromosomensegments.
- Inversion: Ein Chromosomensegment dreht sich um 180°.
- Translokation: Änderung des Standorts eines Chromosomensegments.
Numerische Veränderungen
Beeinflussen die Anzahl der Chromosomen. Zwei Arten:
- Euploidie: Veränderung der Gesamtzahl der Chromosomensätze, z.B. Haploidie.
- Aneuploidie: Veränderung der Anzahl einzelner Chromosomen, z.B. Trisomie 21 (Down-Syndrom), Klinefelter-Syndrom, Turner-Syndrom.
Gentechnik
Techniken zur gezielten Veränderung der Erbsubstanz.
Verfahren
- Rekombinante DNA-Technologie: Kombination von DNA-Stücken.
- Genklonierung: Isolation und Replikation eines Gens.
Schritte der Genklonierung:
- Isolation des Gens mittels Restriktionsenzymen.
- Einfügen des DNA-Fragments in einen Klonierungsvektor mithilfe von DNA-Ligase.
- Einführen des rekombinanten DNA-Moleküls in einen Wirtsorganismus zur Replikation (Genamplifikation).
- Identifizierung des geklonten Gens.
Werkzeuge der Gentechnik
- Restriktionsenzyme: Schneiden DNA an bestimmten Stellen.
- Klonierungsvektoren: z.B. Plasmide, Bakteriophagen.
- Wirtszellen: z.B. Escherichia coli, Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae.
Anwendungen der Gentechnik in der Medizin
- Herstellung therapeutischer Substanzen:
- Hormone (z.B. Somatostatin, Insulin, Wachstumshormon)
- Enzyme (z.B. Interferone, Faktor VIII, Renin, Cellulase)
- Impfstoffe
- Monoklonale Antikörper
- Diagnose von Erbkrankheiten: z.B. Hämophilie, Sichelzellenanämie.
- Gentherapie: Einfügen eines normalen Gens.