Genetik & Gentechnik: Grundlagen, Methoden & Anwendungen

Was ist das menschliche Genom?

Das menschliche Genom ist eine Sammlung von Buchstaben, die die Form der menschlichen DNA bilden. Es wird als das komplette Erbgut eines Individuums bezeichnet.

Was ist das Humangenomprojekt (HGP)?

Das Humangenomprojekt (HGP) war ein internationales Forschungsprojekt zur Sequenzierung und Lokalisierung von ungefähr 30.000 Genen in der menschlichen Spezies, um das menschliche Genom besser zu verstehen.

Warum ist das Wissen über das menschliche Genom wichtig?

Das Wissen über das menschliche Genom ist von entscheidender Bedeutung, um die für Krankheiten verantwortlichen Gene zu identifizieren und zu verstehen, wie Erbkrankheiten übertragen werden. Dies ermöglicht die Entwicklung geeigneter Therapien. Zudem können Diagnose-Tools, die Identifizierung von Überträgern und die pränatale Diagnostik für Familien mit erblichen Krankheiten angewendet werden.

Was ist Gentechnik?

Gentechnik ist eine Reihe von Techniken zur gezielten Veränderung der genetischen Merkmale von Organismen.

Anwendungen und Methoden der Gentechnik

Die Gentechnik umfasst verschiedene Anwendungen und Methoden:

• Sequenzanalyse: Vergleich von Gensequenzen (z.B. für den genetischen Fingerabdruck).
• Genlokalisierung: Identifizierung von Genen (genetische Diagnostik).
• Genisolation: Bestimmung von Genfunktionen und Untersuchung von Veränderungen.
• Gensequenzierung: Analyse des Genoms (Genomik, Pharmakogenetik).
• Genmodifikation: Gezielte Veränderung von Genen (Mutagenese).
• Gentransfer: Übertragung von Genen (Transgene und Gentherapie).

Wichtige gentechnische Methoden

Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist ein Verfahren, um schnell und einfach Millionen von Kopien eines kleinen Fragments genetischen Materials zu erhalten. Dabei wird Wärme auf die Polymerase angewendet, um unter anderem das erste Nukleotid anzulagern. Dieser Prozess wird wiederholt, bis viele Kopien vorliegen.

Rekombinante DNA-Technik

Die rekombinante DNA-Technik besteht darin, DNA von Boten-RNA zu kopieren und Gene von einem Organismus in einen anderen einzufügen. Zuerst wird das zu klonende Gen lokalisiert und ein geeigneter Vektor ausgewählt. Isoliertes genetisches Material von zwei getrennten Zellen und andere Zellbestandteile, wie DNA-Fragmente, die menschliche Gene tragen, werden verwendet. Das isolierte Gen wird in ein Plasmid eingefügt, das dann in eine Zelle eingeschleust wird. Einige Gene werden erworben und auf die Nachkommen übertragen, wodurch später ein Klon entsteht.

Restriktionsenzyme

Restriktionsenzyme schneiden DNA an spezifischen Stellen und erzeugen so DNA-Fragmente. Sie werden oft als „molekulare Scheren“ bezeichnet.

Klonen

Beim Klonen werden genetisch identische Kopien von Organismen oder Zellen erzeugt:

• Reproduktives Klonen: Erzeugung eines vollständigen Organismus aus einer Zelle. Die Reproduktion erfolgt asexuell.
• Therapeutisches Klonen: Erzeugung von Zellen oder Geweben für therapeutische Zwecke. Die Reproduktion erfolgt ebenfalls asexuell.

Was ist ein Vaterschaftstest?

Ein Vaterschaftstest ist eine Technik zum Vergleich der DNA von zwei Personen, basierend auf dem genetischen Fingerabdruck. Dabei wird Blut von beiden Personen entnommen, die DNA-Ketten werden aufgetrennt und in Banden durch einen elektrischen Strom getrennt (Gelelektrophorese).

Was ist der genetische Fingerabdruck?

Der genetische Fingerabdruck besteht aus Banden fragmentierter DNA, die für jede Person einzigartig sind.