Mindmap-Galerie Gentechnik
Dies ist eine Mindmap zum Thema Gentechnik. Durch transgene und andere Technologien können wir Organismen neue genetische Eigenschaften verleihen und neue Arten von Organismen und biologischen Produkten schaffen, die den Bedürfnissen der Menschen besser entsprechen.
Bearbeitet um 2024-03-25 10:55:46Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Einhundert Jahre Einsamkeit ist das Meisterwerk von Gabriel Garcia Marquez. Die Lektüre dieses Buches beginnt mit der Klärung der Beziehungen zwischen den Figuren. Im Mittelpunkt steht die Familie Buendía, deren Wohlstand und Niedergang, interne Beziehungen und politische Kämpfe, Selbstvermischung und Wiedergeburt im Laufe von hundert Jahren erzählt werden.
Projektmanagement ist der Prozess der Anwendung von Fachwissen, Fähigkeiten, Werkzeugen und Methoden auf die Projektaktivitäten, so dass das Projekt die festgelegten Anforderungen und Erwartungen im Rahmen der begrenzten Ressourcen erreichen oder übertreffen kann. Dieses Diagramm bietet einen umfassenden Überblick über die 8 Komponenten des Projektmanagementprozesses und kann als generische Vorlage verwendet werden.
Gentechnik
Basic
Definition
Je nach Wunsch der Menschen werden Organismen durch Technologien wie die genetische Veränderung neue genetische Eigenschaften verliehen, um neue Arten von Organismen und biologische Produkte zu schaffen, die den Bedürfnissen der Menschen besser entsprechen.
Prinzip
Theoretische Grundlagen des Genspleißens
DNA ist genetisches Material
Die Bausteine der DNA sind dNTPs
Die räumliche Struktur der DNA ist eine regelmäßige Doppelhelix-Struktur
Theoretische Grundlage für die Expression fremder Gene bei Empfängern
Gene sind unabhängige Vererbungseinheiten
Die Weitergabe genetischer Informationen folgt dem zentralen Dogma
teilen einen genetischen Code
Grundlegende Werkzeuge der rekombinanten DNA-Technologie
Restriktionsendonuklease „Molekulares Skalpell“
Hauptquelle
Aus Prokaryoten isoliert und gereinigt
Wirkung
Erkennt spezifische Nukleotidsequenzen in doppelsträngigen DNA-Molekülen und bricht die Phosphodiesterbindungen an bestimmten Stellen in jedem Strang
Beispiel: EcoR Ich kann G↓AATTC erkennen, Sma Ich kann CCC↓GGG erkennen
Schnittform
Klebrige Enden
flaches Ende
DNA-Ligase „Molekulare Nahtnadel“
Wirkung
Verbinden Sie doppelsträngige DNA-Fragmente, um die Phosphodiesterbindung zwischen zwei durch Restriktionsenzyme geschnittenen Nukleotiden wiederherzustellen
Einstufung
E. coli-DNA-Ligase
Quelle
Isoliert aus Escherichia coli
Merkmale
Kann nur DNA-Fragmente mit komplementären klebrigen Enden verbinden
T4-DNA-Ligase
Quelle
Isoliert aus T4-Bakteriophagen
Merkmale
Kann sowohl komplementäre klebrige Enden als auch stumpfe Enden verbinden, aber stumpfe Enden sind weniger effizient
Vektor für den Geneintritt in Empfängerzellen „Molekularer Transporter“
Häufig verwendete Träger
Plasmide, Phagen sowie tierische und pflanzliche Viren
Plasmid: ein nacktes, einfach strukturiertes, zirkuläres doppelsträngiges DNA-Molekül, das unabhängig von eukaryotischen Zellkernen oder prokaryotischen Zellkern-DNA ist und die Fähigkeit zur Selbstreplikation besitzt.
Erfordern
① Unschädlich für Rezeptorzellen und beeinträchtigt ihre normalen Lebensaktivitäten nicht
②Kann in Empfängerzellen repliziert und stabil gespeichert werden
③Haben Sie Markergene zum Screening und zur Identifizierung
④Mehr als eine Schnittstelle für Restriktionsenzyme haben
DNA-Extraktion und -Identifizierung
Experimentelles Prinzip
①DNA ist in Alkohol nicht löslich, einige Proteine jedoch schon – vorläufige Trennung von DNA und Proteinen
②DNA kann in 2 mol/L NaCl-Lösung gelöst werden
③DNA erscheint blau, wenn sie Diphenylaminreagenz ausgesetzt wird
Methode
Schleifen
Verunreinigungen entfernen
Nach der Filtration abkühlen/zentrifugieren und den Überstand entnehmen.
Extrakt
Nach Zugabe von 95 %iger Alkohollösung erscheinen weiße fadenförmige Objekte in der Lösung → mit einem Glasstab aufrollen/zentrifugieren, den Niederschlag entnehmen und trocknen
Identifikation
Identifizierung mit Diphenylamin-Reagenz – Niederschlag/Filament erscheint blau
Grundlegende Operationen der Gentechnik
Screening und Erwerb von Zielgenen
Suche nach geeigneten Zielgenen
Definition
Gene, die dazu dienen, die Eigenschaften von Empfängerzellen zu verändern oder erwartete Expressionsprodukte usw. zu erhalten.
Wirkung
Relevant für biologische Stressresistenz, gute Qualität, Herstellung von Arzneimitteln, ungiftigen Abbau und industrielle Enzyme
z.B.
Bt-Insektenresistenzprotein-Gen – abgeleitet vom Bacillus thuringiensis-Begleitkristallprotein, das von Bacillus thuringiensis produziert wird und Baumwollkapselwürmer abtöten kann
Filter
Screenen Sie geeignete Zielgene aus verwandten Genen mit bekannten Strukturen und klaren Funktionen
Verwenden Sie PCR (Polymerase-Kettenreaktion), um das Zielgen zu erhalten und zu verstärken
Definition
Eine auf dem Prinzip der semikonservativen DNA-Replikation basierende Technologie, die verschiedene Komponenten und Reaktionsbedingungen für die DNA-Replikation in vitro bereitstellt und die Nukleotidsequenz des Zielgens in großen Mengen repliziert.
Grundbedingungen
hohe Temperatur
Offene DNA-Doppelstränge
DNA-Elternstrang
Bietet eine Vorlage für die DNA-Replikation
dNTP
Bereitstellung von Rohstoffen für die Synthese von Unterketten
DNA-Polymerase
Katalysiert die Synthese von DNA-Tochtersträngen
Grundierung
Ermöglicht der DNA-Polymerase, Desoxynukleotide beginnend am 3'-Ende des Primers zu ligieren
ATP
Helikase
Kompositionsrichtung
Vom 5'-Ende des Tochterstrangs bis zum 3'-Ende verlängern
Reaktionsprozess
Transsexuelle
Bei einer Temperatur von >90 °C depolymerisiert doppelsträngige DNA in Einzelstränge
Wiederherstellung
Wenn die Temperatur auf etwa 50 °C sinkt, verbinden sich die beiden Primer durch komplementäre Basenpaarung mit den beiden einzelsträngigen DNA.
verlängern
Wenn die Temperatur auf etwa 72 °C sinkt, synthetisiert ATCG unter der Wirkung der TaqDNA-Polymerase nach dem Prinzip der komplementären Basenpaarung neue DNA-Stränge.
Konstruktion von Genexpressionsvektoren
Zweck
Lassen Sie das Gen stabil in der Empfängerzelle existieren und an die nächste Generation weitergegeben werden
Ermöglichen Sie die Expression und Funktion des Zielgens
Komposition
Promoter
Die Stelle, an der die RNA-Polymerase erkennt und bindet, um die Gentranskription in mRNA voranzutreiben
Terminator
Stoppen Sie die Transkription an der gewünschten Stelle
Markergen
Identifizieren Sie, ob die Empfängerzellen das Zielgen enthalten, und filtern Sie so die Zellen heraus, die das Zielgen enthalten
Zielgen
Ursprung kopieren
Build-Prozess
① Verwenden Sie ein bestimmtes Restriktionsenzym, um den Vektor zu schneiden und einen Einschnitt zu erzeugen
② Verwenden Sie dasselbe Restriktionsenzym oder ein Restriktionsenzym, das dasselbe Ende produzieren kann, um das DNA-Fragment zu schneiden, das das Zielgen enthält
③ Verwenden Sie DNA-Ligase, um das Zielgenfragment in den Nick des Vektors zu spleißen, um ein rekombinantes DNA-Molekül zu bilden
Grundstruktur eukaryotischer Zellgene
Das durch Reverse Transkription erzeugte Zielgen verfügt nicht über Introns, Promotoren und Terminatoren, sodass die RNA-Polymerase in prokaryotischen Zellen die Promotorsequenz eukaryotischer Gene nicht erkennen kann.
Tipps
Ein doppelter Enzymverdau kann verwendet werden, um eine umgekehrte Ligation oder Selbstligation zu verhindern.
Führen Sie das gewünschte Gen in die Empfängerzellen ein
Pflanzenzellen importieren
Methode der Pollenröhrenpassage
Methode
Verwenden Sie eine Mikrospritze, um die DNA-Lösung, die das Zielgen enthält, direkt in den Eierstock zu injizieren
Nach der Bestäubung wird die Narbe abgeschnitten und die DNA-Lösung auf die Schnittfläche des Griffels getropft, damit das Zielgen durch den Pollenschlauchkanal in den Embryosack gelangen kann.
Methode zur Transformation von Agrobakterien
Schritt
① Fügen Sie das Zielgen in die T-DNA des Ti-Plasmids ein, um ein rekombinantes Plasmid zu erhalten, das das Zielgen enthält
②Übertragen Sie dieses rekombinante Plasmid in Agrobacterium, um das rekombinante Plasmid Agrobacterium zu erhalten
③Führen Sie Agrobacterium in pflanzliche Rezeptorzellen ein
④T-DNA wird auf die Empfängerzelle übertragen und das Zielgen wird zur stabilen Aufrechterhaltung und Expression in das DNA-Chromosom der Empfängerzelle integriert.
Gen-Gun-Methode
Mithilfe der durch Druckgas erzeugten Energie wird die auf der Oberfläche der Metallpartikel verpackte Expressionsvektor-DNA in den Rezeptor getrieben, wodurch das Zielgen integriert und exprimiert werden kann.
Tierzellen importieren
Mikroinjektion
Bei der Mikroinjektion wird mithilfe eines Mikroinjektors das Zielgen in die befruchtete Eizelle des Tieres injiziert und anschließend in den Eileiter oder die Gebärmutter des weiblichen Tieres transplantiert, damit es sich zu einem Tier mit neuen Merkmalen entwickeln kann.
Einführung mikrobieller Zellen
Ca²⁺-Behandlung
Behandeln Sie Zellen mit Ca²⁺, um sie zu kompetenten Zellen zu machen und DNA-Moleküle in der peripheren Umgebung zu absorbieren, um die Transformation abzuschließen
Nachweis und Identifizierung von Zielgenen
Molekulare Ebene
importieren
Die PCR-Technologie erkennt, ob das Zielgen in das Chromosom der Empfängerzelle eingebaut ist
Transkribieren
Die PCR-Technologie erkennt, ob das Zielgen in mRNA umgeschrieben wurde
übersetzen
Die Antigen-Antikörper-Hybridisierungstechnologie erkennt, ob das Zielgen in ein bestimmtes Protein übersetzt wird
individuelles Level
Schädlingsresistente Pflanzen – Schädlinge fressen – ob Schädlinge sterben
Krankheitsresistente Pflanzen – Virusinfektion – Ob Symptome auftreten
Salz-/herbizidtolerante Pflanzen – Salzwasser-/Herbizidbewässerung – Wachsen sie normal?
Ob der genetische Organismus, aus dem das Zielgenprodukt gewonnen – extrahiert und mit dem Naturprodukt verglichen – normal ist
Anwendungen der Gentechnik
Landwirtschaft und Tierhaltung
Verbessern Sie die Pflanzenqualität
Transgene insektenresistente Pflanzen
Transgene krankheitsresistente Pflanzen
Gentechnisch veränderte, herbizidresistente Pflanzen
Verbessern Sie die Pflanzenqualität
Verbessern Sie die Tierqualität
Erhöhen Sie die Wachstumsrate der Tiere
Verbessern Sie die Qualität tierischer Produkte
Medizin & Gesundheit
Verwendung gentechnisch veränderter Mikroorganismen, Tiere und Pflanzen zur Herstellung von Medikamenten
Verwendung von Säugetieren zur Massenproduktion von Medikamenten
Brust-(Raum-)Bioreaktor
Verwirklichung der Idee, eine Fabrik für Transplantationsorgane zu gründen
Gentherapie
extrakorporale Therapie
Gendefektes Virus wird aus dem Körper isoliert → in vitro transformiert und verstärkt → in den Körper übertragen (Lymphozyten)
In-vivo-Behandlung
Der Vektor, der das normale Gen trägt, wird direkt in die Gewebezellen (Lungengewebe) des Patienten übertragen.
Nahrungsmittelindustrie
Industrielle Aminosäuren
Industrieenzyme
Isolieren Sie Zielgene aus Genbibliotheken
Gene in cDNA: kleine Basis und kurze Gene