9. einem genetischen Defekt beruht. Dieser Defekt

9.Anhang – 13 – entnommensind, wurden unter Angabe der Quelle kenntlich gemacht. Wortlautoder dem Sinn nach anderen Werken (dazu zählen auch Internetquellen)anderenals die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe. Die Stellen der Arbeit,die dem Hiermitbestätige ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig verfasstund keine – 12 – 8.

EigenständigkeitserklärungWikipedia:https://de.wikipedia.org/wiki/Gentechnik (aufgerufen am 26.

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01.2018)UniMünster: https://www.uni-muenster.

de/de/(aufgerufen am 26.01.2018)Stempel,Ulrich E.

: DNAExperimente: Spannende Experimente im eigenenDNA-Labor.München(FRANZISVerlag GmbH),2016spiegelonline: www.spiegel.de (aufgerufen am 25.

01.2018)Schrauwers,Arno/Poolman;Bert: SynthetischeBiologie-Der Mensch als Schöpfer?.Heidelberg(SpringerSpektrum),2013Renneberg,Reinhard: Biotechnologie für Einsteiger.Heidelberg(SpektrumAkademischer Verlag),2012lecturio:https://www.lecturio.de/lexikon/genmanipulation(aufgerufen am 25.

01.2018)7.Quellen-11 -DieserVorgang geschieht bei den den sogenannten „Mondscheinkindern”nicht. „Mondscheinkinder” sind Menschen (meist Kinder) die anXerodermapigmentosum (auch Mondscheinkrankheitoder Lichtschrumpfhaut genannt) erkrankt sind. Dies ist eine sehrseltene Hautkrankheit, die auf einem genetischen Defekt beruht.

Dieser Defekt bewirkt, dass sich die Haut nach Schäden durchSonneneinstrahlung nicht mehr regenerieren kann. Die Lebenserwartungvon unbehandelten Patienten ist gering und in der Regel sterben sieim ersten Lebensjahrzehnt. Wenn UV-Strahlen die Haut des Patiententreffen bilden sich zuerst Entzündungen, später warzenähnlicheGebilde.

Meist sind diese an den üblicherweise der Sonneausgesetzten Hautpartien wie Gesicht, Augen und Arme zu finden. Zudem erhöht diese Krankheit das Hautkrebsrisiko der Patienten stark.Da diese Patienten konsequent von jeglicher UV-Strahlung abgeschirmtwerden müssen, kann es bei den Patienten meist zu einer sozialenIsolation kommen. Dafür gibt es bereits in Amerika spezielleFeriencamps für Patienten dieser Krankheit um einer Isolationentgegenzuwirken.ZumSchluss sorgt die Ligase und die Polymerase dafür, dass das neueNukleotid mit den benachbarten Nukleotiden verbunden wird und dieLücke ist wieder verschlossen. Bei den vielen Reparaturen diestattfinden laufen die Prozesse ständig und gleichzeitig ab.

WeitereReparaturenzyme sorgen sich um z.B. die richtige Basenpaarung undersetzen falsch gepaarte Basen. Andere Enzyme reparieren einenDoppelstrangbruch, wenn also beide DNA-Stränge gebrochen sind. Danngibt es noch den Fall, dass wenn die DNA zu stark geschädigt ist undsie nicht mehr repariert werden kann.

In diesem Fall zerstört sichdie Zelle selbst, dies wird als Apoptose bezeichnet. WesentlicheReparaturhelfer sind spezielle Enzyme, die die Schäden zuerstdetektieren und dann reparieren. Natürlich ist auch in der DNAabgespeichert wie so ein Reparaturprogramm auszusehen hat.

BeiProgrammfehlern kann es daher zu nicht beabsichtigten Mutationenkommen, von den Wissenschaftler ständig neue finden. Bei diesemProzess arbeiten im Wesentlichen vier Enzyme zusammen, um einenSchaden zu reparieren. Zuerst detektiert das Enzym Glykosylase einedefekte Base und entfernt diese. Als nächstes kommt das EnzymEndonuklease zum Einsatz, welches die durch das Entfernen entstandeneBasenlücke erkennt und den Rest des Nukleotids herausschneidet.

Danach folgt das Enzym Polymerase, welches das korrekte Nukleotidwieder einbaut. ImBereich von Nanosekunden findet in den Zellen ein reges Tun statt.Die Zellen teilen sich, DNA wird redupliziert und es findenReparaturprozesse in der DNA statt. Wissenschaftler gehen davon aus,dass bis zu eine Million Mal am Tag die DNA, welche durch äußereEinflüsse und auch durch interne Systemfehler nicht korrektdupliziert oder geschädigt wurde und durch ein komplexes System vonEnzymen repariert wird. Bei den äußeren Schadensquellen stehen ganzvorne die Umwelteinflüsse, wie z.

B. Röntgen- und magnetischeStrahlungen, UV-Strahlung, toxische Metallverbindungen, schädlichechemische Stoffe und viele andere. Interne Probleme entstehen durchmangelhaftes Kopieren und dadurch,dass beim Prozess des Verteilensder Chromosomen Fehler aufgetreten sind.

6.DNA Reparatur -10 -DiesePflanzen könnten dann auch unempfindlicher im Bezug auf Schädlingesein und weitere Resistenzgene für die Erweiterung der Anbaugebieteentwickeln (gegebenenfallsFadenwürmer resistente Zuckerrüben oder Kartoffelkäfer resistenteKartoffeln). Dazu komme, dassgenmanipulierte Organismen im Laufe der Evolution ihregenmanipulierten Merkmale verlieren, wenn man sie aussetzen würde.So würde die Chance auf unkontrollierte Auswirkungen mit der Zeitsinken.

Man auch daran arbeiten spezielle Pflanzen zu züchten diefür Allergiker und Diabetiker genießbar sind. Oder anumweltfreundlicheren und energiesparenderen Produktionsverfahren oderAbfallverwertung arbeiten um die Umwelt zu verbessern, wie z.B dieBeseitigung von Ölverschmutzung durch Erdöl fressende Bakterien.„Ichsage voraus, dass die Domestizierung der Biotechnologie unserkünftiges Leben in den nächsten 50 Jahren mindestens so dominierenwird, wie die Domestizierung der Computer unser Leben in den letzten50 Jahren dominiert hat.” meinte Freeman Dyson in Bezug auf dieGentechnik im Jahre 2007, denn die Genmanipulation bringt auchVorteile mit sich.

So kann die Entschlüsselung der Gene mehrMöglichkeiten zur Impfstoffherrstellung bieten oder Erbkrankheitenwie Diabetes, PKU können gentechnisch gemindert/geheilt werden. Sokönnten aber auch Organe, in einem fremdem oder im eigenen Körper,gezüchtet werden, wie z.B. eine neue Niere oder neue Gelenke. DieGenmanipulation trägt auch im Bereich der Ernährung dazu bei neuefortschrittlichere Pflanzen zu erhalten die gezielt manipuliertwerden können um für größere oder gehaltvollere Erträge zusorgen. 5.

4Vorteile -9 -Tierschützermachen bereits darauf aufmerksam und in Deutschland sind Tierversuchebereits schon verboten, jedoch halten sich nicht alle an diesesGesetz. Dazu kommt aber auch ,dass die Gentechnik von Kirchen undsämtliche Organisationen für unmoralisch gesehen wird. Vor allemDie Kirche ist davon überzeugt ,dass der Mensch nicht das Rechthätte sich über die Gesetze der Schöpfung hinwegzusetzen. Er hättealso nicht das Recht den natürlichen Zeugungszyklus bzw. denMenschen zu verändern. Jedoch befürworten die meisten dieBekämpfung von Krankheiten mit Hilfe der Gentechnik, doch auch hierstellen sich wieder einige dagegen wie z.

B.die Kirche und einigeBiologen. Es gibt zurzeit einfach noch zu wenige Erkenntnisse überdie Auswirkungen und Langzeit- und Spätfolgen der Genmanipulation.Wiebei anderen neuartigen Technologien muss man sich auch bei derGenmanipulation fragen, welche Auswirkungen das auf Umwelt oderMensch hätte. Denn auch bei der Genmanipulation lassen sich vieleRisiken finden die vorher berücksichtigt werden sollten, da diesedann meist nicht mehr nicht rückgängig machen lassen und es zuSchäden kommt.

So könnte es bei den Embryonen zu Missbildungen undFehlgeburten kommen. Jedoch können die Schäden auch erst nach derGeburt auftreten wie z.B. Körpergewichtsprobleme oder eine kürzereLebensdauer. Ein weiterer Punkt wären die Versuche, denn keineGenmanipulation kann ohne weiteres funktionieren wenn nicht vorhergetestet wurde., bevor man sie am Menschen testet.

DieseVersuchstiere werden sowohl ihrer Freiheit und manchmal auch ihresLebens beraubt. 5.3 Risiken Dazugehörige Beispiele der Genetischen Manipulation wären, dieEntwicklung von Impfstoffen und neuen Behandlungsmöglichkeiten vonKrankheiten, sowie die Entwicklung diagnostischer Verfahren beiErbkrankheiten. Oder auch die Herstellung neuer Nahrungs-Futtermittel sowie Ertragsverbesserung bei bekannten Nutzpflanzenoder auch die Entwicklung neuer energiesparender undumweltfreundlicher Produktionsverfahren sowie Abfallverwertung (z.B.

die Beseitigung von Ölverschmutzung durch Erdöl fressendeBakterien).5.2 Beispiele-8 -ZurGenmanipulation gehören die Analyse, Isolierung und Veränderung vonGenen sowie der Einbau veränderter Gene in eine andere Zelle, diesogenannte Wirtszelle. Da genetische Veränderungen wesentlicheUrsachen für viele Stoffwechselerkrankungen, Defekte desImmunsystems,Krebsund rheumatische Erkrankungen sind, werden in die Gentherapie, diemedizinische Anwendung der Gentechnologie, hohe Erwartungen gesetzt.

Neben den wissenschaftlichen Erfolgen werden jedoch auch die ethischeund juristische Risiken der Gentechnologie diskutiert. Dabei geht esvor allem um die genetische Manipulation seelischer und geistigerEigenschaften des Menschen, die verbrecherisch ausgenutzt werdenkönnte. Mit derAufklärung der chemischen Struktur der DNS ergab sich für dieForschung die Möglichkeit, die für die Produktion und Vererbungneuer Zellen verantwortliche Erbsubstanz zu isolieren und planmäßigzu verändern. 1977 gelang es, die Information, die dieBauchspeicheldrüse veranlasst, Insulin zu produzieren, auf bestimmteMikroorganismen zu übertragen. In vielen Laboratorien produzierenseither genetisch veränderte Kolibakterien Interferon, Insulin,Wachstumshormone, gerinnungshemmende Enzyme und Impfstoffe. Ende 2000waren in Deutschland bereits rund 70 gentechnisch hergestellteMedikamente auf dem Markt.

DieGentechnologie beschäftigt sich mit der gezielten Veränderung derErbanlagen einfacher Lebewesen. Diese sollen dadurch neue, vererbbareEigenschaften erhalten, die sich der Mensch zu Nutzen macht. DieTräger vererbbarer Anlagen – also der Merkmale wie Augen- undHaarfarbe, Körpergröße usw. – sind die Gene, bestimmte Abschnitteder Desoxyribonukleinsäure (DNS) im Zellkern.

Diese Gene stellen die»genetische Information« dar, das heißt sie sorgen für dieWeitergabe der verschiedenen Erbeigenschaften an die Nachkommen.Während der chemische Aufbau der DNS bei allen Lebewesen von denBakterien bis zum Menschen im Wesentlichen der gleiche ist,unterscheiden sich die einzelnen Lebewesen erheblich durch Zahl, Artund Anordnung der Gene. Einfache Bakterienzellen besitzen auf ihremDNS-Faden bis zu 5000 Gene, wohingegen die menschliche DNS aus mehrals 50000 Genen mit etwa 6 Milliarden Molekülbausteinen besteht. Grünen Gentechnik – Agrogentechnik – Anwendung bei Pflanzen Roten Gentechnik – Anwendung in der Medizin und Pharmazeutik Weiße Gentechnik – Anwendung in der Industrie Blaue Gentechnik – Anwendungen auf Lebewesen des Meeres, insbesondere TiefseebakterienManunterscheidet bei der Gentechnik grob zwischen der :5.1 Was ist das ?5. GenetischeManipulation-7 -Umdas DNA-Material zu vervielfältigen, nimmt man die zu kopierendeProbe, dann Polymerase als Kopierenzym, Nukleotide als Bausteine fürdie Kopien und Primer (zwei kurze DNA-Stücke), damit das EnzymPolymerase weiß, ab wo es mit der Kopierreaktion beginnen soll.

Dazukommt noch, dass es erforderlich ist, diese Mischung in mehrerenPhasen abwechselnd zu erwärmen und abzukühlen. In Laboren werdendie Kopien mit einem Apparat mit der Bezeichnung „Thermocycler”hergestellt. In dieser Maschine wird dann das DNA-Gemisch, durch einespezielle Software gesteuert, abwechselnd erhitzt und wiederabgekühlt.

Damit das Enzym optimal arbeiten und die DNA-Probekopieren kann.4. Prinzip der Vervielfältigung-6 – Zusätzlichwird UV-Licht gebraucht, um die mit Ethidiumbromid eingefärbte DNAsichtbar zu machen. UV-Licht kann aber auch unerwünschteVeränderungen in der DNA verursachen oder Haut- bzw. Augenschädenbeim Anwender hervorrufen.

Die Färbelösung sollte danach von derDNA durch Aufwickeln mit dem Glasstab oder durch Zentrifugierenabgetrennt werden. Anschließend kann man die DNA mit eiskaltemreinen Ethanol abwaschen.Diemit nur einfachen Methoden gewonnene DNA ist in der Regel meist nochstark verunreinigt. Dadurch kann diese DNA z.

B. nur ungenügend mitElektrophoreseapparaturen nachgewiesen oder weiterverwendet werden.Was dem einfachen Nachweis entgegenkommt ist, dass DNA dieEigenschaft hat, an Glas zu absorbieren. Dies zeigt sich, wenn dersichtbare Fadenknäuel auf einem Glasstab aufgewickelt wird. DesWeiterem ist es möglich, DNA mit einer größeren Zahl von Stoffeneinzufärben. Üblicherweise wird hierzu Ethidiumbromid verwendet,das in der Anwendung aber giftig ist.

3.Identifikation von DNA – 5 -EinBeispiel für den Beginn eines Genabschnitts wäre : CACGAATGCTA. Ein Gen ist für die Zellen sozusagenein bestimmter Code, den sie entschlüsseln. Dadurch gewinnen sieInformationen, die sie vorrangig für den Aufbau von Proteinenbrauchen.

DerBegriff „Gen” beschreibt den Abschnitt des DNA-Materials, dereine Konstruktionsinformation, die auch als Erbanlage bezeichnetwird, weitergibt. Das Gen kann z.B.

Merkmale oder speziellekörperliche Eigenschaften, wie Augenfarbe, Haarfarbe, Körpergrößeetc., an die nächste Generation zur Ausführung im Stoffkörperweitergeben. Definiert wird so ein spezielles Gen durchAnfangsbuchstaben der Basen A,T,G,C ( A = Adenin, T = Thymin, G =Guanin, C = Cytosin ). Diese enthalten in Dreierkombinationen (=Basentripletts) den genetischen Code für die Aminosäuresequenzender Eiweißmoleküle (Proteine).2.2 GeneDerDNA-Doppelstrang eines Menschen ist insgesamt ca.

100 Zentimeter langund es gibt 46 Chromosomen, die sich in zwei Paare zu jeweils 23Chromosomen aufteilen. Ein Chromosom, das mit einem weiterenChromosom in den Genen und in der Ausformung übereinstimmt, wird alshomologes Chromosom bezeichnet. Jede diploide Zelle hat einen Satzhomologer Chromosomen, das heißt jeweils ein Chromosom der Mutterund eines des Vaters bildet ein Paar. Das letzte Chromosomenpaar mitder Nummer 23 ist kein homologes Chromosom und die Paarteile sindunterschiedlich ausgebildet – bei dem Mann als XY- und bei der Frauals XX-Chromosom.DasChromosom war lange vor der Entdeckung der DNA bekannt, da es, inbestimmten Phasen der Zellteilung, sichtbar gemacht werden konnte.

Aus dieser Eigenschaft heraus entstand der Name Chromosom, der soviel bedeutet wie „färbbarer Zellbaustein”. Jedes Chromosom istmeist ein längliches Gebilde im Zellkern aller Lebewesen, dass auseinem vollständigen Genfaden besteht. Die Substanz dieser Genfädenist der komplette Lebensplan bzw. Das komplette DNA-Material. Je nachArt von Lebewesen gibt es eine unterschiedliche Anzahl vonChromosomen Anordnungen. 2.

1Chromosomen – 4 -Auch übertragenwerden können. Bis dahin war angenommen worden, das Proteine derTräger der Erbinformationen seien. Das erste mal kamen Menschen mitder DNA in Berührung als der Schweizer Arzt Friedrich Miescher ausden Zellkernen der Lymphozyten einen Extrakt isolierte, den er alsNuklein bezeichnete und dessen Aufbau und Funktionen zunächstungeklärt blieben. 1889 isolierte der Deutsche Richard Altmann ausdem vom Miescher entdeckten Nuklein die basischen Proteine und unddie Nukleinsäure, die er als Bestandteile des Nukleinsidentifizierte. Über deren Aufbau und Funktionen konnte doch zuerstnur spekuliert werden.

Die Entdeckung derDNA geht im Wesentlichen auf den amerikanischen Mediziner undBiochemiker Oswald Theodore Avery, der von 1877 bis 1955 lebte,zurück. Avery machte in den 1940er Jahren zusammen mit seinenMitarbeitern die Entdeckung, dass die Erbsubstanz von Pneumokokken (Bakterien ) durch Zugabe von fremder DNA verändert werden kann.Damitgab es einen ersten schlüssigen Anhaltspunkt und Beweis, dass dieDNA-Moleküle, die genetische Informationen enthalten müssen.

BeiDNA handelt es sich um winzig kleine Biomoleküle, die als Trägerder Erbinformation gesehen werden und sich fast überall findenlassen. Im innersten Kern der Zellen befindet sich ein kompletterPlan wie ein Lebewesen auszusehen hat und wie es funktionierensoll.Um den Plan lesen zu können, benötigt man das Wissen über dieCodes die im Wesentlichen durch die Bausteine Adenin, Guanin, Cytosinund Thymin dort verankert sind.2.Entdeckung und Bedeutung von DNA -3 -Undauf diese Thematik möchte ich mich hiermit beziehen.MeineInformationen, die in diese Facharbeit eingeflossen sind , habe ichaus dem Internet und aus Büchern über Genetik und die Erforschungder DNA.

MeineFacharbeit ist Kapitel gegliedert in denen ich in Sätzen diesesThema erkläre und die allgemeine Wichtigkeit dieses Themengebietsdarlegen möchte.Diesesumfangreiche Fachgebiet ist in den Bereich Biologie und Genetikeinzuordnen. WelcheVor- und Nachteile bringt das Klonen ? usw.Welchentechnologischen Fortschritt bringt sie ?Wiesetzt sie sich zusammen ?Fragendie ich hiermit beantworten werde wären, z.

B. Ichhabe dieses Thema gewählt, da ich mich schon früher für dieGenetik und Erbinformation interessiert habe. So habe ich dieMöglichkeit mich mit dieser Thematik weiter auseinander zu setzenund Informationen zu meinem Wissen hinzu zu fügen.DNAist die Bezeichnung für das Erbmaterial, das man in in allenLebewesen und wenigen Virentypen finden kann. Im Innersten jederZelle befindet sich ein kompletter Plan, der aufzeigt wie einLebewesen auszusehen und zu funktionieren hat.Dochwas ist DNA überhaupt ? DNAwird in der heutigen Zeit ein immer interessanteres Thema, da derFortschritt im Klonen immer weiter voran schreitet.

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