RNA-Interferenz – Abschalten eines Gens

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Grundlagen zum Thema RNA-Interferenz – Abschalten eines Gens
In diesem Video wird dir erklärt, wie die RNA-Interferenz entdeckt wurde. Dabei wirst du natürlich erst einmal erklärt was man unter diesem Prozess versteht. Du wirst den molekulare Ablauf der RNA-Interferenz kennen lernen und verstehen wie dieser Mechanismus in der Gentechnik nutzbar gemacht werden kann. Wenn du verstehen möchtest wie man Gene gezielt inaktivieren kann und so sogar die Farben von Blütenpflanzen verändern kann, dann schau dir dieses Video an!
Transkript RNA-Interferenz – Abschalten eines Gens
Hallo. Willkommen zum Video über die RNA-Interferenz. In diesem Video lernst du Folgendes: Als Erstes erfährst du, wie es zur Entdeckung der RNA-Interferenz kam. Du kannst danach die Frage beantworten: Was ist RNA-Interferenz? Und: Wozu dient RNA-Interferenz in den Zellen? Du erfährst, wieso die Entdeckung dieses Prozesses einen wichtigen Fortschritt der genetischen Forschung darstellte und welche Anwendungen die RNA-Interferenz in der genetischen Forschung findet. Um das Video optimal zu verstehen, solltest du dir über den Aufbau und die Funktion von DNA und RNA im Klaren sein. Außerdem solltest du die Proteinbiosynthese verstanden und verinnerlicht haben. Du solltest also wissen, wie ein Gen bei der Transkription abgelesen wird und wie bei der Translation die mRNA in ein Protein umgesetzt wird. Anfang der 90er-Jahre untersuchte ein Wissenschaftler-Team in einer Biotech-Firma Petunien. Das Ziel der Wissenschaftler war die Züchtung von Petunien mit einer besonders intensiven, dunkelvioletten Blütenfarbe. Um dies zu erreichen, setzten sie eine zusätzliche Kopie eines Gens ein, das zur Verstärkung der Bildung des Blütenfarbstoffes führen sollte. Verwundert mussten sie jedoch feststellen, dass genau das Gegenteil der erwarteten Ergebnisse aufgetreten ist. Die auf diese Weise genetisch manipulierten Petunien hatten Blüten mit weißen Stellen oder waren völlig schneeweiß. Was war geschehen? Anscheinend kam es zu einem Prozess, bei dem ein Gen abgeschaltet worden ist. Nämlich das Gen, das bei der Bildung des Blütenfarbstoffes beteiligt ist. Es hat beinahe ein Jahrzehnt gedauert, bis Forscher den Prozess ausfindig machen konnten, auf dem dieses Phänomen basiert: die RNA-Interferenz, auch RNAi abgekürzt. Es handelt sich um einen natürlichen Vorgang in eukaryotischen Zellen. Es kommt zum Abschalten eines Gens. Man spricht von einer Gen-Stilllegung oder auch „gene silencing“. Das Wort kommt vom englischen Wort „silent“ für Ruhe. Bei diesem Vorgang kommt es in der Zelle zur Verhinderung der Translation von doppelsträngiger RNA. Dieser Mechanismus hat für Zellen anscheinend eine wichtige Bedeutung und dient der Abwehr von Viren, die für die Zelle schädlich sind. Die doppelsträngige RNA, die von den Viren in die Zelle eingeschleust wird, wird hierbei abgebaut. Sehen wir uns den Prozess etwas näher an. Ein Enzym, das zu den Ribonukleasen gehört, auch „Häcksler“ genannt oder auf englisch „dicer“, zerschneidet doppelsträngige RNA in Stücke von etwa 21 Basenpaaren. Diese RNA-Fragmente werden dann von einem anderen Enzym, der RNA-Helikase, entwunden und in zwei Einzelstränge aufgetrennt. Als Nächstes kommt ein Enzymkomplex ins Spiel, das den Namen RISC trägt. Diese Abkürzung steht für „RNA-induced silencing complex“, auf deutsch: RNA-induzierter Stilllegungskomplex. Induzieren bedeutet in diesem Zusammenhang so viel wie: vermitteln, verursachen. Dieser Enzymkomplex belädt sich mit einem der RNA-Stücke. Mithilfe dieses RNA-Fragments erkennt er weitere, unerwünschte Fremd-RNA-Moleküle. Dies ist möglich, weil diese die komplementäre RNA-Sequenz aufweisen. Die entsprechende RNA wird zerschnitten. Auf diese Weise wird die Fremd-RNA an der Translation gehindert. Im Fall des Gens, das zur Verstärkung der Bildung des Blütenfarbstoffes beigesetzt worden ist, handelte es sich um ein Gen, das zum Teil eine spiegelverkehrte Sequenz aufwies. Deshalb wurde doppelsträngige RNA gebildet und durch den RNAi-Mechanismus inaktiviert. Bei diesem Prozess wird jedoch nicht nur Fremd-RNA beseitigt, sondern jede RNA, die komplementär zum RNA-Stück innerhalb des RISC-Enzymkomplexes ist. Somit wurde auch die RNA eliminiert, die die Pflanze selber hergestellt hat. Der violette Farbstoff konnte somit nicht mehr gebildet werden und die Blüten zeigten eine weiße Blütenfarbe. Die Entdeckung der RNA-Interferenz lieferte zum ersten Mal in der Geschichte der genetischen Forschung eine Methode zum gezielten Abschalten von Genen. Genauer gesagt wird, wie erwähnt, die Translation der entsprechenden transkribierten RNA verhindert. Der Prozess der RNA-Interferenz findet vielerlei Anwendung in der genetischen Forschung. Diese Methode kann sowohl in der Grundlagenforschung eingesetzt werden, als auch in der Erforschung vieler genetischer Krankheiten. Die Methode erlaubt auch die Herstellung von Modellorganismen mit bestimmten Gendefekten, an denen eine Krankheit erforscht werden kann. Wissenschaftler setzen viel Hoffnung in die Anwendung und Weiterentwicklung dieser Methode. Danke für deine Aufmerksamkeit. Tschüss, bis zum nächsten Video.
RNA-Interferenz – Abschalten eines Gens Übung
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Bestimme die Funktionsweise der RNA-Interferenz-Enzyme.
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Bestimme den chronologischen Ablauf der Entdeckung der RNA-Interferenz.
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Bewerte die Aussagen zur RNA-Interferenz.
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Schildere den Ablauf der Proteinbiosynthese.
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Beschreibe die Entdeckung der RNA-Interferenz.
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Entscheide, welche Prozesse direkt durch die RNA-Interferenz beeinflusst werden.
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Hallo,
in der Regel ist die RNA einzelsträngig, sie kann aber auch als Doppelstrang vorliegen, sowie bei der RNA-Interferenz. :)
LG
doppelsträngige RNA ??? ich dachte RNA ist einzelsträngig.. ?? Hilfe ??