Biologische Therapien und Krebs - the European Oncology Nursing ...

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Technische Entwicklungen
Rekombinante DNA-Technologie
Die rekombinante DNA-Technologie hat die Art, wie Forscher Zellen und deren biologischen
Abläufe untersuchen, revolutioniert und hat für die Medizin Türen geöffnet. Die rekombinante
DNA-Technologie umfasst Methoden, die die Untersuchung und – besonders wichtig – die
Manipulation von Struktur und Funktion der DNA in einer Zelle ermöglichen. Die wichtigsten
Techniken in der rekombinanten DNA-Technologie sind:
● DNA-Synthese, Spaltung und Umwandlung unter Anwendung von Enzymen
● DNA-Sequenzierung, eine Technik, welche die Reihenfolge der Basen in der DNA aufzeigt
● Nukleinsäure-Hybridisierung, welche die präzise Lokalisation der DNA oder RNA mit Hilfe
einer Testsubstanz ermöglicht
● Klonen von DNA, was die Produktion einer scheinbar unbegrenzten Anzahl von Kopien
eines spezifischen DNA-Teils ermöglicht
● Gentechnologie, welche ermöglicht, Generationen von abgewandelten Genen in Zellen
oder Organismen zu integrieren.
DNA-Synthese, Spaltung und Modifikation unter Anwendung von Enzymen
Enzyme (Eiweisse, welche eine Reaktion einleiten) spielen eine entscheidende Rolle in der
Isolation und Manipulation von individuellen Genen in der rekombinanten DNA-Technologie.
DNA kann viele Enzyme synthetisieren, ausschneiden oder umwandeln. DNA-synthetisierende
Enzyme, welche auch DNA-Polymerase genannt werden, produzieren einen neuen DNA-
Strang, ergänzend zum alten Strang (Vorlage) und sind in die DNA-Replikation involviert. In
ähnlicher Weise wird eine ergänzende DNA (cDNA) von der mRNA synthetisiert, wobei das
Enzym Transkriptase (Reverse Transcriptase) eine bestimmte Funktion hat. Wie später gezeigt
wird, können mRNA-Moleküle im Labor isoliert werden und als Vorlage dienen, um einen
cDNA-Strang zu synthetisieren, welcher dann für die Lokalisierung der korrespondierenden
Gene auf den Chromosomen verwendet werden kann. Weil cDNA nach Vorlage der mRNA
entsteht, enthält sie nur kodierende DNA-Sequenzen (Exons), was vorteilhaft ist für das Ableiten
der Aminosäuren-Sequenz eines Proteins oder für die Produktion grösserer Eiweissmengen mit
Hilfe von Bakterien- oder Hefezellen. (Die DNA des Genoms enthält Exons, die durch nicht
kodierende Sequenzen, genannt Introns getrennt werden. Während der Transkription von DNA
zu RNA werden die Introns weggelassen. So wird ein RNA-Strang produziert, welcher nur noch
kodierende Sequenzen enthält.)
Viele Enzyme, so genannte Restriktionsenzyme, schneiden DNA an einem zufälligen oder
beabsichtigten Ort aus. Ausschneidevorgänge können nur einen oder beide Stränge zur selben
Zeit betreffen. Am Ende des Stranges ist das Enzym Exonuklease und inmitten des Stranges das
Enzym Endonuklease zuständig. Ligasen sind ebenfalls wichtige Enzyme in der rekombinanten
DNA-Technologie, weil sie verschiedene DNA-Stränge befähigen, sich zu verbinden und neue
DNA-Stränge mit einer unterschiedlichen Zusammensetzung zu bilden.
DNA-Sequenzierung
Die DNA-Sequenzierung ist eine wirkungsvolle und sehr wichtige Technik, welche auf der
Technik der Gel-Elektrophorese basiert. Gel-Elektrophorese ist eine Technik, die DNA-Fragmente
aufgrund ihrer Grösse trennen kann. Eine Mischung von DNA-Fragmenten mit unterschiedlichen
Grössen wird in ein farbloses Gel appliziert, welches ein komplexes Netzwerk von Poren
Enzyme spielen
eine
entscheidende
Rolle in der
Isolation und
Manipulation von
individuellen
Genen in der
rekombinanten
DNA-Technologie.
Gel-
Elektrophorese ist
eine Technik, die
DNA-Fragmente
aufgrund ihrer
Grösse trennen
kann.
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