Gentechnik: Methoden zur Vektor-Einführung und der Klonierungsprozess

Methoden zur Einführung des Vektors

Der nächste Schritt ist die Einführung des Klonierungsvektors, der das gewünschte Gen trägt, in die Wirtszelle. Bei Multiplikation entsteht so ein Zellklon, der das spezifische Gen enthält. Die verfügbaren Methoden hängen primär vom Zelltyp ab.

Methoden zur DNA-Einführung in Bakterien (Prokaryoten)

Bei Bakterien (Prokaryoten) kommen hauptsächlich folgende Prozesse zum Einsatz:

Transformation

Die Transformation kommt natürlicherweise in bestimmten Bakterien vor und wird künstlich durch Aussetzen der Bakterienzelle gegenüber physikalischen Behandlungen (Wärme und elektrischer Schlag) und Chemikalien erreicht. Die Zelle nimmt dabei DNA-Moleküle aus dem externen Bereich auf, führt sie ins Innere und integriert sie in ihr Genom.

Transduktion

Diese Methode besteht in der Einführung von DNA in die Wirtszelle mithilfe eines Virus als Klonierungsvektor über das virale Genom.

Replikation und Zellklonierung

Das rekombinante DNA-Molekül repliziert sich in der Wirtszelle. Wenn sich die Zelle teilt, erben die Nachkommenzellen die rekombinante DNA, wodurch eine Population identischer Zellen entsteht – das heißt, ein Klon mit der gewünschten DNA. Die klonierten DNA-Segmente können aus den Wirtszellen zurückgewonnen, gereinigt und analysiert werden.

Der detaillierte Prozess der Gentechnik

Der Prozess der Gentechnik wird wie folgt vollzogen:

1. Die DNA, die das gewünschte Gen enthält, wird mit einem Restriktionsenzym geschnitten.
2. Die Vektor-DNA wird mit demselben Restriktionsenzym geschnitten, sodass die Schnittstellen komplementär sind.
3. Das DNA-Fragment des gewünschten Gens wird an den Vektor gebunden.
4. Das resultierende Molekül ist eine rekombinante DNA (bestehend aus Vektor-DNA und dem rekombinanten Gen). Diese rekombinante DNA wird in eine Wirtszelle eingeführt.
5. Die Wirtszelle (oft ein Bakterium) teilt sich und erzeugt eine Population identischer Zellen, die alle das gewünschte Gen tragen.
6. Das gewünschte Gen kann anschließend aus den Wirtszellen zurückgewonnen, gereinigt und analysiert werden.

Durch diesen Prozess wurde beispielsweise erfolgreich das Gen zur Herstellung von Insulin in Bakterien (Wirtszellen) eingeführt. Durch die Teilung der Bakterien konnte eine große Menge an reinem Insulin gewonnen werden. Dieses Insulin, das durch Gentechnik hergestellt wird, wird Diabetikern injiziert.