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CRISPR-Cas / CRISPR Cas9 [Ein Verfahren des Genom-editing] - [Biologie, Gentechnik, Oberstufe]
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 61 Zeilen
- [Musik] in diesem Video wird es um die krispakast Technologie gehen mit Hilfe
- derer sich spezifische Gene verändern oder inaktivieren lassen wenn man von chrisp Kass spricht ist häufig die Rede von einer molekularen genschere das ist
- zwar eine eher umgangssprachliche Umschreibung die aber durchaus Berechtigung hat denn es drückt aus was diese Technologie kann
- schneiden damit erlaubt dieses Verfahren eine gezielte Manipulation des Erbguts jedes einzelne gen kann theoretisch auf fast beliebige Weise geschnitten und
- damit verändert werden einzelne DNA Nukleotide können ausgetauscht werden Teile des Gens gelöscht oder um neue Basensequenzen ergänzt werden ihr wisst
- dass man unter Genen Abschnitte auf der DNA versteht in den die relevante Information für die Synthese eines Proteins
- in einer ganz spezifischen Abfolge von DNA Basen vorliegt und diese Synthese erfolgt über den Prozess der Proteinbiosynthese bereits an dieser
- Stelle kann man sich zurecht fragen welchen Nutzen das abschalten oder Verändern von bestimmten Genen haben soll zumal die Proteine die die Gene
- codieren meist eine bedeutende Funktion in einem Organismus erfüllen ein Anwendungspotential der chrispkast Technologie ist es kausale Zusammenhänge
- in der biologischen Forschung zu erklären bei beispielsweise die Funktion eines bestimmten Gens denn die Bedeutung eines Gens kann vor allem dann
- nachvollzogen werden wenn es so verändert wird dass es seine spezifische Funktion nicht mehr erfüllen kann in der Biologie ist das ein äußerst bewährter
- Forschungsansatz erst wenn man einen zu erforschenden Gegenstand manipuliert fällt auf welche Funktion von diesem eigentlich ausgeht aber auch in der
- Gentherapie sowie der Pflanzenzüchtung verspricht man sich Revolution re Fortschritte wie später noch ersichtlich wird bei der chrispkast Technologie
- macht man sich einen natürlich in der Natur vorkommenden Abwehrmechanismus von manchen Bakterien zu Nutze und armt diesen nach häufig assoziieren wir ein
- Bakterium als ein Krankheitserreger und entsprechend wenig präsent ist für uns die Vorstellung dass natürlich auch Bakterien krank werden können Bakterien
- können von Viren angegriffen werden und um sich vor entsprechenden Angriffen durch Viren zu schützen haben sie aus geklügelte Mechanismen entwickelt bei
- der Hälfte aller Bakterien ist der krispkasmechanismus nachgewiesen worden Teile ihrer genomischen DNA also die Gesamtheit der DNA eines Organismus
- stammen gar nicht von Ihnen selbst sondern von ihrem wird dem Virus die in ihre DNA integrierten Sequenzen ihrer Feinde Verleih der Bakterienzelle eine
- Art Gedächtnis ein schlimmernes Gedächtnis das dann aktiv wird wenn man noch mal vom Feind angegriffen wird und welches die Bakterienzelle entsprechend
- warnt schauen wir uns das mal ein bisschen genauer an bereits in den 1980er Jahren erkannten Forscher den seltsamen Aufbau
- von DNA Sequenzen im Erbgut von Bakterien aus kurzen palendromischen Sequenzen Sequenzen deren spezifische Basenabfolge sich in beide Richtungen
- der beiden DNA Einzelstränge gleich lesen lässt denkt beispielsweise an palindr Anna oder Otto die auch rückwärts gelesen immer noch Anna und
- Otto sind entsprechend nannte man diese Sequenzen abgekürzt Krisper clustered regularly interspace short palendromic repeats häufig auftretende regelmäßig
- unterbrochene kurze palindromwiederholung der Name verrätt uns zudem eine zweite Eigenschaft der krisp Sequenz die palendromischen
- Sequenzen werden unterbrochen zwischen liegen ca 24 Basenpaare lange Sequenzen die als sogenannte Spacer bezeichnet werden dabei handelt es sich um DNA
- Überreste von früher eingetrungenen Viren wenn ein Virus eine Bakterienzelle befällt werden Teile seines Erbguts in die Krisper Region des
- bakteriengenoms als sogenannte Spacer eingebaut der aus einem DNA Fragment eines Virus bestehener Spacer ist also ein legt dafür dass dieses Virus einmal
- die Bakterienzelle infiziert hat aber diese nicht zerstört hat und bei diesem Einbau helfen palendromische Sequenzen sie haben zwar in der Genetik keine
- große Bedeutung weil sie sich nicht in ein funktionsfähiges Protein übersetzen lassen aber vielleicht habt ihr noch im Kopf dass DNA schneidende Proteine
- häufig palindromabschnitte als erkennungssequenz Nutzen an den sie den DNA Doppelstrang schneiden und diesen
- somit in zwei Fragmente zerleen Fragmente die wiederum nützlich sind um die fremde DNA des wirs einzuschleußen zum chrisper Bereich
- zählt neben den palendrom und dem Spacer auch ein Promoter vielleicht habt ihr schon die Proteinbiosynthese im Unterricht behandelt dann wisst ihr dass
- für den Start der Transkription als den ersten Teilschritt der Proteinbiosynthese ein Promoter eine spezifische DN Sequenz erforderlich ist
- weil an dieser Sequenz die RNA polymerase binden kann und somit die Transkription in Gang setzt und die DNA in mna übersetzt dieser Fall tritt ein
- wenn ein Virus eine Bakterienzelle befällt und seine spezifische DNA in das Bakterium injiziert diese DNA allerdings vom Bakterium durch eine entsprechende
- Spacer Sequenz erkannt wird genau dieses Virus ist also quasi schon zur fandung ausgeschrieben und zwar mit dem im fnungsfoto das heißt der Spacer Sequenz
- daraufhin wird die sequenzeinheit aus Krisper und Spacer in eine sogenannte Krisper RNA transkribiert an diese bindet eine
- weitere kurze RNA die man als Tracer RNA bezeichnet man könnte an dieser Stelle darauf eingehen wie genau die Krisper RNA weiter modifiziert wird was
- zumindest für den schulischen Kontext jedoch deutlich zu detailliert wäre wichtig für euch zu wissen sind zwei Dinge erstens kann die Spacer Sequenz
- durch Basenpaarung an die virusdna binden weil diese zu einem Abschnitt des virusgenoms komplementär ist zweitens kann durch die Bindung des Komplexes von
- crisper RNA und Tracer RNA dieser Komplex zugänglich gemacht werden für ein Protein namens cass9 wenn man es ganz genau nimmt reicht selbst das nicht
- aus für die Bindung von K 9 an den Komplex erst wenn ein sogenannter PEM vorliegt ein aus drei Nukleotiden bestehender Abschnitt mit mindestens
- zwei guaninbasen kann K9 binden die schädliche Virus DNA ist trotzdem immer noch in der Bakterienzelle lokalisiert sodass die Funktion des Proteins K 9 auf
- der Hand liegt als sogenannte nuklease schneidet das Protein die Virus DNA in beiden strengngen sodass diese inaktiviert wird und so die Vermehrung
- der Viren in der Zelle verhindert wird wie eingangs wähnt versprechen sich Forscher von diesem Verfahren revolutionäre Fortschritte in ganz
- verschiedenen Bereichen wie z.B der Pflanzenzucht oder auch in der medizinischen Forschung bei der Bekämpfung von Krankheiten denn Forscher
- können im Labor das chrispercass 9 System so umprogrammieren dass prinzipiell jede beliebige dn-sequenz geschnitten werden kann ein Beispiel aus
- der Forschung eine Weizenernte kann zerstört werden wenn Weizen von mehltrau befallen wird es gibt geh das viele Weizensorten tragen und dessen
- expression dazu beiträgt dass sich die Pflanze gegenüber der Krankheit nicht erwähren kann weil die Abwehr durch die Expression dieses Gens blockiert wird
- wie hilfreich es doch wäre dieses Gen zu inaktivieren sodass der natürliche Abwehrmechanismus gegen den Befall von Mehltau zum Tragen kommt dafür braucht
- man nur eine RNA die zur Zielregion des Gens komplementär ist und das Kass ne Enzym warum ist das eigentlich so dass das Zerschneiden eines Gens meist zu
- dessen Inaktivierung führt schneidet das Kass ne Enzym das Gen der Weizensorte könnten natürliche Reparaturmechanismen in der Zelle diesen Schaden doch
- eigentlich beheben das passiert zwar auch aber häufig erfolgt die Reparatur nicht fehlerfrei sodass sie wieder verknüpfte DNA Mutation enthält für die
- Bekämpfung von Krankheiten noch viel interessanter ist die Tatsache dass man mit Hilfe von chrisbakas nicht nur Mutation erzeugen kann sondern sie auch
- korrigieren kann z.B Mutationen die teilweise schwerwiegende Krankheiten hervorrufen beispielsweise konnten Forscher mit Hilfe der chrispkast
- Technologie die Mutation die verantwortlich ist für die Ausbildung der Stoffwechselkrankheit mukovisidose in Zellen von betroffenen Patienten
- korrigieren zwar führt diese Korrektur nicht zwangsläufig zur Heilung weil dafür das korrigierte Gen in ganz vielen Geweben funktionsfähig sein muss aber
- prinzipiell wäre ein solcher Korrektureingriff auch während der frühen Embryonalentwicklung in den Keimbahnzellen möglich und das wiederum
- würde zur Vermeidung solcher genkrankheiten führen ein solcher Eingriff in die menschliche Keimbahn wirft allerdings wiederum zahlreiche
- ethische moralische und juristische Fragen und Bedenken auf in vielen Staaten wie auch in Deutschland ist eine Veränderung der menschlichen Keimbahn
- bisher verboten [Musik] [Musik]
Zum Nachlesen
BiologieAuf dem Gebiet der Pharmazie werden Medikamente, wie beispielsweise Insulin oder zahlreiche Antibiotika, aus genetisch veränderten Mikroorganismen statt aus …
GentechnikDer Begriff Gentechnik umfasst die Veränderung und Neuzusammensetzung von DNA-Sequenzen in vitro (z. B. im Reagenzglas) oder in vivo (in lebenden Organismen).
GenAls Erbanlage oder Erbfaktor werden allgemein die nur elektronenmikroskopisch sichtbaren Gene auf spezifischen Plätzen in den Chromosomen bezeichnet, da sie …
MutationAls Mutation (von lateinisch mutatio, von mutare „ändern/verändern, verwandeln“) wird in der Biologie eine spontan auftretende, dauerhafte Veränderung des …