Gentechnik - [Einführung + Zusammenfassung] - Abitur [Biologie, Genetik, Oberstufe] - [1/7]
TeacherToby
https://www.youtube.com/watch?v=3yUT-t-ZA64

Transkript (automatisch erstellt)

0:07 dieses video bildet den ersten teil einer videoreihe zum thema gentechnik und ist als grundlagen video zu
0:13 verstehen das sehen sowohl zur einführung als auch zur zusammenfassung des zur genetik gehörenden abitur
0:19 relevanten themenfeldern gleichzeitig kann und soll es euch auch eine strukturierung silva sein denn man
0:25 verliert schnell den überblick über dieses abstrakte thema und weiß dann gar nicht mehr was man da eigentlich lernt
0:29 unter gentechnik versteht man verfahren mit denen man das erbgut dna von organismen gezielt künstlich verändern
0:37 kann da kann zb das erbgut eines organismus neu kombiniert oder teile des airports auf einen anderen organismus
0:45 übertragen werden warum sollte man dies tun bestimmte abschnitte der dna eines fremden organismus in die dna eines
0:53 anderen organismus einschleusen und oft diese weise einen transgenen das heißt gentechnisch veränderten organismus
1:01 abgekürzt auf gvo erzeugen meist enthält der teil der fremd dna denn ein ziel organismus oder ziel zelle eingeschleust
1:09 werden soll eingehen dass die information für die synthese eines bestimmten proteins enthält es gibt
1:16 proteine die von so großen biologischen nutzen sind dass man diese gene auf eine zielzelle transferiert man spricht in
1:23 diesem zusammenhang auch von einem jeden transfer mit dem ziel eine hohe anzahl von kopien des gewünschten games
1:30 herzustellen man sagt auch das gehen zyklon ihren das insulin gehen von menschen es so ein bedeutendes gehen
1:37 dass durch den transfer auf einen zielzelle insulin als gen produkt in so großem umfang synthetisieren kann dass
1:44 es bei der therapie von diabetes erkranken sie produzieren nämlich wenig oder gar kein insulin das für die
1:50 regulation des blutzuckerspiegels verantwortlich ist zum einsatz kommt weiteres ziel des gen transfers kann die
1:59 erzeugung eines organismus mit einem neuen phänotypen einem neuen erscheinungsbild sein wie es
2:04 beispielsweise in der pflanzenzucht der fall ist aber auch die analyse eines gens kann als ziel des gen transfers
2:11 verfolgt werden schon jetzt so deutlich dass gentechnische verfahren ganz
2:15 unterschiedlichen bereichen wie der medizin der landwirtschaft oder dass umweltschutz dass wir gleich noch
2:21 deutlich wird anwendung finden entsprechend ihres anwendungsbereiches lässt sich gentechnik in die rote
2:27 gentechnik die grüne gentechnik die grüne gentechnik und in die weiße gentechnik einzahlen die gentechnik
2:36 schafft dabei ebenso vielfältige möglichkeiten und chancen wie sie ethische und sicherheitstechnische
2:41 fragen aufwirft und mit risiken verbunden ist in jedem fall hat sie zu verbesserungen in einzelnen bereichen
2:47 geführt wie das nachfolgende beispiel aus dem bereich des umweltschutzes verdeutlicht die kontamination der
2:54 umwelt und speziell der meere durch hat in den letzten jahrzehnten immer wieder zu großen umweltkatastrophen geführt
3:00 während des golfkriegs anfang der 1990 er jahre zum beispiel flossen etwa eine milliarde liter rohöl in den persischen
3:08 golf und in die wüste der in den usa lebende inder einander mohan chakraborty machte sich die
3:15 eigenschaft mancher bakterien einzelne bestandteile des öls zu verstoffwechseln und damit zu verdauen zunutze
3:23 tatsächlich ist existieren bakterienarten die im laufe der evolution ungewöhnliche enzyme und
3:29 biochemische reaktionswege hervorgebracht haben die es ihnen ermöglichen ebenso ungewöhnliche
3:35 nährstoffe zu nutzen und zu verstoffwechseln zum beispiel umwelt schädliche substanzen wie öl viele gene
3:42 die enzyme für den abbau von rohöl kodieren legen auf plasmiden kleinen ringförmige dna elementen aus
3:50 verschiedenen bakterienstämmen die alle jeweils ein öl bespannte abbauen konnten erzeugte der biologe durch kreuzung eine
3:57 art super plasmid welches alle vier stoffe gleichzeitig abbauen können dieses wiederum schleuste er zurück in
4:04 die bakterien ein das potenzial eines solchen super bakteriums im kampf gegen ölkatastrophen liegt auf der hand und
4:11 das erkannte auch acrobat ii der für seine entdeckung patent anmeldete um sie gesetzlich schützen zu lassen er erhielt
4:19 weltweit das erste patent für ein gentechnisch veränderten organismus wobei im anschluss viele weitere patente
4:26 für bakterien folgten die giftige metalle wie quecksilber und kupfer verstoffwechselt und so einen beitrag
4:32 zum umweltschutz leisten die künstliche herstellung eines transgen bakteriums das äußerst effektiv in der lage ist öl
4:40 abzubauen zeigt euch ein konkretes beispiel aus der gentechnik lässt aber auch viele schulstoff relevante fragen
4:46 zum thema gentechnik unbeantwortet wie zum beispiel wie werden die dna moleküle auf denen das relevante gehen liegt im
4:53 kleinere fragmente geschnitten und wie führt man diese fragmente zusammen um neue kombinierte bzw rekombinante dna
5:01 also ein im labor hergestelltes dna molekül das dna aus mindestens zwei genetischen ursprung im zelt zu erzeugen
5:09 und wie geschieht das einschleusen der rekombinanten dna in eine geeignete ziel bzw wird zelle und wie findet man
5:18 überhaupt heraus wo genau das gewünschte gehen auf der genomischen dass er es der gesamten dna liegt für das c der dna
5:26 chlorierung von einem bestimmten dna abschnitt mitsamt dem relevanten gehen möglichst viele kopien herzustellen wie
5:32 zb von insulin geben da muss der jeweilige dna abschnitt mit dem entsprechenden gehen zunächst von der
5:39 übrigen dna isoliert werden anschließend wird das fragment in der regel in einen transport molekül das als vektor
5:45 bezeichnet wird integriert dass im nächsten schritt in die ziel bzw wird zelle eingeschleust werden kann wo viele
5:53 gen produkte zb insulin gebildet werden können die molekularen grund werkzeuge der gentechnik mit hilfe derer sich
6:00 rekombinante dna herstellen lässt sind restriktionen zimmer restriktion züge kommen natürlicherweise in bakterien vor
6:08 und sind in der lage spezifische dna sequenzen zu erkennen und an ihnen zu schneiden ampa landreau mission
6:15 sequenzen sequenzen deren spezifische basenabfolge sich in beide richtung der beiden dna einzel strenge gleich lesen
6:22 schneiden restriktionen sam summe zwischen zwei basen entweder genau in der mitte des palent roms so dass zwei
6:30 gleich große fragmente mit sogenannten glatten enten entstehen oder an zwei unterschiedlichen stellen in diesem fall
6:37 besitzt jedes fragment durch das versetzte schneiden ein überlappen das ende die sogenannten klebrigen enden
6:44 weil das konstruktionsteam auf die gleiche weise auch das transport molekül den vektor schneidet können sich die
6:52 klebrigen enden des dna fragments vom spender mit den komplementären basenpaaren der klebrigen enden des
7:00 rektors verbinden und rekombinante dna erzeugen die dem a liga als weiteres enzym katalysiert anschließend die
7:08 verknüpfung der dna fragmente als vektoren werden sowohl plasmide als auch während verwendet plasmide eignen sich
7:16 als transport moleküle man kann sie nämlich im labor leicht modifizieren so dass sie folgende eigenschaften
7:21 aufweisen sie besitzen restriktionen schnittstellen sie sind erforderlich damit die restriktionen enzyme am platz
7:28 mit binden und schneiden können plasmide entscheiden meist gene für die resistenz verschiedene antibiotika die wie
7:35 reporter gehen über das vorhandensein rekombinanter dna berichten die wissenschaftler also darüber informieren
7:43 ob der gentransfer des fremden gehen in die wirtszelle erfolgreich war vor dem hintergrund dass der erfolgreiche den
7:51 transfer ein sehr seltenes ereignis ist und nur eine von 10.000 zellen tatsächlich das plasmid mitsamt
7:57 fremdgehen aufnimmt ist das interesse über ein solches ereignis informiert zu werden
8:03 nachvollziehbar bei der selektion transgener zählen macht man sich zunutze dass fremde gehen innerhalb einer der
8:11 beiden antibiotika resistenzgene zu integrieren wodurch das plasmid die resistenz gegenüber dem jeweiligen
8:18 antibiotikum verliert auf einem nährmedium mit dem antibiotikum würde das plasmid nicht wachsen ein indiz für
8:27 einen erfolgreich stattgefundenen gentransfer mit sicherheit kann man dies aber nicht sagen denn für den fall dass
8:33 die wirtszelle das plasmid gar nicht erst aufgenommen hat und keine antibiotika resistenzen ausgebildet
8:39 werden können würde diese zelle auf einem nährmedium mit einem antibiotikum ebenfalls nicht
8:45 wachsen die überprüfung inwiefern der gentransfer erfolgreich war gelingt wenn man die zellen auf ein nährmedium mit
8:53 dem jeweils anderen antibiotikum über stempelt während eine zelle die kein platz mit aufgenommen hat und
8:59 schließlich gegen keine der beiden antibiotika eine resistenz ausbilden konnte und entsprechend wieder kein
9:06 wachstum zeigt wächst eine zelle bei der der gentransfer erfolgreich war weil das jeweilige antibiotikum resistenz gehen
9:13 intakt und funktionsfähig bleibt und eine resistenz gegen das antibiotikum auf dass es wächst ausbilden kann
9:21 neben dem reporter gm den antibiotikaresistenz gehen und die erkennung sequenzen für die restriktion
9:28 sun zu entscheiden plasmide ein replikations ursprung für bakterien wichtig weil sie so unabhängig vom wirtz
9:36 chromosom repliziert verdoppelt werden können und so auch nach einer zellteilung in den jogger zellen
9:42 enthalten sind und das gewünschte gehen produkt herstellen kann neben diesem indirekten verfahren ein gähnen eine
9:49 zielzelle zu schleusen nämlich mit hilfe eines rektors existieren auch eine reihe von verfahren des direkten gehen
9:55 transfers bei dem das gehen direkt in die zielzelle geschleust wird wie findet man aus der gesamten genomischen dna die
10:03 bei menschen etwa drei milliarden basenpaare umfasst und auf der sich schätzungsweise 100.000 bis 140.000 gene
10:10 befinden dass eine wünschenswerte gehen die gesamte genomische dna ist zu groß um sie in eine wirtszelle zu schleusen
10:18 deshalb wird sie mit hilfe von restriktionen zu üben in kürzere fragmente geschnitten die anschließend
10:24 in einen vektor eingebaut werden die so erzeugte rekombinante dna wird in die wirtszellen zb escherichia
10:32 coli-bakterien eingeschleust wodurch die wirtszelle transformiert wird diese einzelnen wirtszellen werden zu einer
10:39 kolonie vermehrt jede kolonie ist ein clown identischer zellen umfasst also entsprechend viele kopien eines winzigen
10:47 teils aus dem genom auf diese weise stellt man eine so genannte gen bibliothekar quasi eine
10:55 bibliothek eine sammlung von dna fragmenten die zusammen teile oder die gesamtheit eines genoms eines organismus
11:03 umfassen von der gesamten genomischen bibliothek stellt ein einzelner bakterien clown der nur ein einzelnes
11:10 dna-fragmente enthält wie hier abgebildet natürlich nur ein buch in dieser bibliothek da verwendet man
11:16 plasmide als vektoren und etwa 700.000 fragmente erforderlich um eine bibliothek des menschlichen genoms
11:23 herzustellen bei viren die deutlich größere dna-fragmente aufnehmen können und immerhin noch 160000 fragmente
11:31 erforderlich eine deutlich kleinere gen bibliothek lässt sich aus komplementärer dna abgekürzt cd m a herstellen es
11:40 handelt sich dabei um die komplementären basenpaare der durch die transkription erzeugten m rna basen sequenz warum eine
11:48 solche durch cdm erzeugte gehen die politik so viel spezifischer nur einzelne dna fragmente und auch solche
11:55 mit dem gewünschten gehen umfasst würde den zeitlichen rahmen das ist schon sehr lange videos sprengen das video dazu
12:01 verlinke ich euch an dieser stelle mit hilfe einer gen sonde eines kurzen radioaktiv markierten dna-fragmente es
12:08 dass komplementär zum gewünschten geben ist und sich so an diesen anlagern kann dieses also sichtbar machen kann kann
12:16 das jeweilig gehen abschließend identifiziert werden für das für und wider von gentechnik über die
12:22 möglichkeiten und chancen einerseits und den problematiken den ethischen fragen andererseits ist an dieser stelle leider
12:28 auch kein platz mehr aber ich würde mich freuen wenn ihr euch das video dazu anguckt weil sich an dieser stelle
12:33 verlinke ebenso wie die anderen familie erstellten videos zur reihe gentechnik weil dieses video als grobe
12:40 zusammenfassung des themenfeldes zu verstehen ist wurden auch eine ganze reihe an relevanten fachbegriffen
12:46 verwendet ich habe euch sie über sich selber an dieser stelle nochmal alle aufgelistet um erläutert
12:55 [Musik]