Medizinische Zustände und DNA-Technologie

Antidepressiva: Reduzieren die Aktivität und entspannen. Pequ-Dosen können Euphorie erzeugen, Missbrauch schädigt das Gehirn. Sedativa, Anxiolytika, Alkohol und Inhalate.

Betäubungsmittel: Reduzieren die Aktivität des Zentralnervensystems und lindern Schmerzen. Opioide, Morphin, Heroin.

Stress: Eine körperliche Reaktion, um Problemen zu begegnen. Bringt Veränderungen mit sich, die die Gesundheit ernsthaft beeinträchtigen können.

Alzheimer: Die Verarbeitung von Neuronen degeneriert, was zu Gedächtnisverlust und dem Verlust anderer Fähigkeiten führt.

Diabetes: Eine Krankheit, deren Hauptsymptom chronische Hyperglykämie ist.

Thrombus: Blutgerinnsel, das in einer Arterie oder Vene entsteht. Kann eine Embolie verursachen.

Aneurysma: Lokalisierte Erweiterung einer Arterie oder Vene, die durch eine Degeneration der Wand verursacht wird.

Schizophrenie: Eine psychische Störung, die das Denken und die Emotionen beeinflusst und den Gesundheitszustand verändert.

Mykose: Infektion im menschlichen oder tierischen Körper, die durch einen Pilz oder einen anderen Organismus verursacht wird (oberflächlich, subkutan, systemisch).

Protozoen: Einige Protozoen verursachen Krankheiten wie Malaria und Toxoplasmose. Malaria wird durch Plasmodien verursacht, die die roten Blutkörperchen befallen und durch den Biss einer Mücke übertragen werden (Fieber, Schüttelfrost).

Bakterien: Reichlich vorhanden. Die Bakterienflora ist in der Regel gutartig. Die meisten bakteriellen Infektionen entstehen durch bakterielle Toxine. Es gibt vier Haupttypen:

• Tuberkulose: Wird durch das Koch-Bazillus verursacht und durch die Luft übertragen. Verursacht Läsionen in Lunge und Knochen.
• Lebensmittelvergiftung: Durch Toxine, die das Darmepithel befallen. Verursacht Erbrechen und Durchfall. Kann durch mangelnde Hygiene ausgelöst werden.
• Meningokokken-Meningitis: Entzündung der Meningen (Rückenmarkshäute). Betrifft Kinder und Jugendliche. Verursacht hohes Fieber, Flecken, Kopf- und Nackenschmerzen und kann zum Tod führen.
• Pneumonie: Infektiöse Lungenerkrankung, die auch aviären Ursprungs sein kann.
• Tetanus: Schwere bakterielle Infektion. Die Bakterien befinden sich im Boden und in rostigen Gegenständen. Die bakteriellen Exotoxine gelangen in die Nervenfasern und erreichen das Zentralnervensystem, wo sie Kontraktionen verursachen.

Anorexie: Appetitlosigkeit, die zu Unterernährung führt.

Bulimie: Übermäßige Nahrungsaufnahme, gefolgt von Erbrechen.

Rekombinante DNA-Technologie

Rekombinante DNA ist eine Reihe von Techniken, mit denen die DNA manipuliert werden kann (Schneiden, Trennen, Einfügen, Vervielfältigen und Sequenzieren von DNA-Fragmenten). Dabei werden DNA-Segmente unterschiedlicher Herkunft miteinander verbunden. Restriktionsenzyme sind zelluläre Enzyme, die von Bakterien synthetisiert werden, um ihre DNA vor invasiver DNA zu schützen. Sie wirken wie chemische Scheren, die DNA in Stücke schneiden. Um rekombinante DNA herzustellen, wird die DNA aus zwei getrennten Quellen mit dem gleichen Restriktionsenzym geschnitten. Die Fragmente jeder Quelle werden in Kontakt gebracht und bilden ein Molekül. DNA-Ligasen verbinden die Enden und fixieren sie dauerhaft.

DNA-Fragment-Analyse

Nachdem ein Stück DNA mit Restriktionsenzymen in Fragmente unterschiedlicher Größe geschnitten wurde, können diese mit verschiedenen Techniken getrennt und analysiert werden. Eine davon ist die Agarose-Gelelektrophorese.

Hybridisierung

Die Hybridisierung ist ein natürliches Phänomen und eine der grundlegenden Techniken in der rekombinanten DNA-Technologie. Dabei lagern sich zwei Einzelstränge komplementärer DNA zusammen und bilden ein doppelsträngiges DNA-Molekül. Um Gene zu analysieren, werden Biochips verwendet. Das sind Glasplättchen, auf denen in jeder Zelle ein sehr kleines Fragment einzelsträngiger DNA fixiert ist. Diese Fragmente dienen als Sonden für ein bestimmtes Gen. Die Hybridisierung wird verwendet, um mutierte Gene zu erkennen, die Krankheiten wie Hämophilie verursachen können, die Genexpression in Krebszelllinien zu steuern, Infektionskrankheiten zu diagnostizieren und die Behandlung mit Medikamenten an die jeweilige Person anzupassen.

Klonen

Klonen ist die Herstellung genetisch identischer Kopien durch asexuelle Fortpflanzung. Das Ergebnis wird als Klon bezeichnet. Beim Klonen eines DNA-Fragments werden Milliarden identischer Kopien des Fragments hergestellt. Dazu wird das Fragment in ein Trägermolekül, einen sogenannten Vektor, eingeführt.

DNA-Amplifikation

Aus kleinen Mengen an DNA können Kopien hergestellt werden. Dieser Prozess wird als Polymerase-Kettenreaktion bezeichnet und macht das Klonen in vielen Fällen überflüssig.

DNA-Sequenzierung

Die DNA-Sequenzierung bestimmt die Abfolge der Nukleotide in einem DNA-Stück. Heute ist es möglich, die Abfolge von Tausenden von Genen und die Genome vieler Organismen zu kennen, von Prokaryoten bis zum Menschen.