Kernpunkte der Embryonalentwicklung und Biotechnologie
Kernpunkte der Embryonalentwicklung
Die Vereinigung von Ei- und Samenzelle, Anlass zur Zygote, ist der Beginn der embryonalen Entwicklung.
Kernpunkte:
- Die Einnistung: Die Einnistung in die Gebärmutterschleimhaut (Auskleidung der Gebärmutter). Fast 70% der Zygoten und Embryonen im Frühstadium werden natürlich ausgeschieden; nur die Stärksten erreichen das Ende der Schwangerschaft.
- Nervensystem (NS): In der dritten Woche der Schwangerschaft bildet sich die Neuralplatte auf dem Oberflächenektoderm. Dies ist die erste spezifische und einzigartige Struktur des Nervensystems. Es entstehen gleichzeitig zwei neue Konfigurationen: das Neuralrohr, das zum zentralen Nervensystem führt, und die Neuralleiste, die zum peripheren Nervensystem wird. Zu diesem Zeitpunkt bildet das Nervensystem neue Strukturen und vergrößert seine Masse.
- Myelinisierung: Mitte der Schwangerschaft beginnen die Zellen, die Nervenimpulse übertragen (Neuronen), sich mit einer dicken Schicht, dem sogenannten Myelin, zu umgeben. Dieser Vorgang, genannt Myelinisierung, setzt sich im ersten und zweiten Lebensjahr fort. Später schreiten das Wachstum neuronaler Fortsätze (Axone und Dendriten) und die Entwicklung der Verbindungen zwischen Nervenzellen (Synapsen) zügig fort.
- Beginn der Organfunktion:
- 1. und 2. Monat: Es erscheinen Knospen (Botoncitos). Am Tag 25 beginnt das Herz zu schlagen. Neuralrohr, Gehirn und Rückenmark bilden sich. Augenlider dichten ab.
- 3. und 4. Monat: Weiche Nägel, Herzschlag ist hörbar, Haut ist rosa und rot.
- 5. und 6. Monat: Haut ist faltig, Lunge ist unreif, Augenlider sind geöffnet.
- 7. und 8. Monat: Das Kind kann trauern, reagiert auf leichte Berührung, Knochen sind weich und flexibel.
- 9. Monat: Die Entwicklung ist abgeschlossen.
Gentherapie
Verwendung von Genen zur Heilung und Linderung sowohl angeborener als auch erworbener Krankheiten. Diese Therapie ersetzt das mutierte Gen in der DNA durch normale DNA.
Arten der Vererbung:
- Hereditär:
- Chromosomal: (z.B. Down-Syndrom, Chromosom 1).
- Monogen: (Ein Gen verursacht ein Merkmal, z.B. zystische Fibrose auf einem Autosom).
- Präimplantationsdiagnostik: (Diagnose vor der Implantation).
Risiken der Biotechnologie
GVO (gentechnisch veränderte Organismen) – Beispiele für Risiken:
- Verlust der genetischen Vielfalt.
- Der Sprung von Genen auf andere Tiere (Transposons: DNA-Fragmente, die direkt von einer Spezies auf eine andere übertragen werden können).
- Negative Auswirkungen auf die Gesundheit (Allergien).
Klonierung eines Gens
Dies ist eine Technik, die es ermöglicht, ein DNA-Fragment unbegrenzt oft in einem Reagenzglas zu vervielfältigen. Diese Technik kann Millionen identischer Moleküle aus einem einzigen DNA-Molekül erzeugen.
Die Reaktionskette (PCR) ist ein zyklischer Prozess:
- Das zu kopierende DNA-Molekül wird erhitzt, um die Denaturierung und Trennung der beiden Stränge zu bewirken.
- Jeder Strang wird durch die DNA-Polymerase kopiert. (Wir verwenden DNA-Polymerase aus einem Bakterium, das in heißen Quellen lebt, Thermus aquaticus, dessen Enzym auch bei hohen Temperaturen stabil ist).
- Die neu gebildeten Ketten werden durch Hitze erneut getrennt, und ein neuer Kopiervorgang beginnt. Diese Zyklen werden wiederholt.