Revolution der Arbeitswelt „Molekularbiologie“ – Die Polymerasekettenreaktion (PCR) und die Sanger-Methode zur DNA-Sequenzierung


Wissenschaftlicher Aufsatz, 2010
5 Seiten

Leseprobe

Revolution der Arbeitswelt „Molekularbiologie“ - Die Polymerasekettenreaktion (PCR) und die Sanger-Methode zur DNA-Sequenzierung

Norbert Galler, BSc

Diese rbeitswelt „Molekularbiologie“ ist umfangreich. Sie umfasst viele Bereiche der Grundlagen- und der angewandten Forschung, Medizin, Diagnostik, Forensik, den Lebensmittelsektor, Pflanzenzucht, Landwirtschaft, Umwelt, Altertumsforschung, um nur einige Arbeitsbereiche zu nennen, die durch die Polymerasekettenreaktion (polymerase chain reaction, kurz PCR (1a, 2, 3)) und die Sanger-Methode zur DNA-Sequenzierung (1b, 4) revolutioniert worden sind. Die grundlegenden Publikationen, die diese quasi „Neuerfindung“ der Molekularbiologie mit alle ihren mit ihr in Verbindung stehenden Bereichen einleiteten, erschienen in den Jahren 1977 (Sanger-Methode) und 1986 (PCR), mit denen die zwei Namen Kary B. Mullis (PCR) und Fred Sanger (DNA-Sequenzierung) in die Geschichte der Wissenschaft eingegangen sind.

Diese zwei Methoden legen den Grundstein für die damals ihren Anfang genommene Revolution. Inzwischen findet Google für den Begriff „PCR“ 33 500 000 Einträge, 43 600 000 Ergebnisse für die „Sanger-Methode“ (Stand 28.07.2010).

Fairerweise muss man bemerken, dass beide Methoden auf eine grundlegende Erkenntnis aus dem Jahre 1953 zurückgehen, für die James D. Watson und Francis Crick 1962 gemeinsam mit Maurice Wilkins den Nobelpreis für Medizin erhielten, der zum Teil auch einer Frau - Rosalinde Franklin - zugestanden wäre (6). Die Grundlagenforschung eben genannter diente Mullis und Sanger dazu, Methoden zu entwickeln, die nun für zahlreiche Anwendungen zur Verfügung stehen.

Die Sanger-Sequenzierung machte es möglich, dass sich das wohl größte internationale, gemeinsame Projekt in der Geschichte der Molekularbiologie entwickeln konnte - das Human Genome Projekt (HGP), welches im Zeitrahmen von 1990 bis 2003 das gesamte humane Genom entschlüsselte (7); wobei das menschliche Genom bei weitem nicht das einzige entschlüsselte Genom war und blieb. Das gesamte Genom ist für die Forschung nur dann wertvoll, wenn man auch die Funktionen seiner Abschnitte kennt, was bis heute noch nicht vollständig der Fall ist. Die PCR ermöglicht das „Herauspicken“ einzelner bschnitte. (8b)

1953 - Urknall der Revolution: Watson-Crick-Basenpaarung

Die DNA ist eine Doppelhelix bestehend aus einem Rückgrat und den vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin, die man sich als Sprossen einer verdrillten Strickleiter vorstellen kann. Die Anordnung der Basen ist alles andere als willkürlich. In ihr birgt sich die gesamte Erbinformation, was heißt, drei aufeinander folgende Basen codieren für eine Aminosäure, die in weiterer Folge die Proteine und somit Zellen und einen Organismus selbst mitsamt seinen Funktionen aufbauen. Ein DNA-Strang läuft antiparallel zum anderen, wobei sich zwei Basen immer via Wasserstoffbrückenbindungen zusammenlagern. Dass auch diese Zusammenlagerung fix ist, heißt, dass die Information eigentlich redundant ist. Hierin birgt sich aber die Möglichkeit der Verdoppelung der DNA und somit der Zellteilung. Die Watson-Crick-Paarung, dass sich Adenin A immer gegenüber von Thymin T, Guanin G hingegen immer gegenüber von Cytosin C befindet, ist die sterisch und thermodynamisch stabilste Paarungsvariante. Diese Basen heißen jeweils zueinander komplementär. (8a) Dieses Wissen ermöglicht Sequenzierungs- und künstliche, gezielte Synthesemethoden und bildet die Basis der molekularbiologischen Revolution.

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Details

Titel
Revolution der Arbeitswelt „Molekularbiologie“ – Die Polymerasekettenreaktion (PCR) und die Sanger-Methode zur DNA-Sequenzierung
Autor
Jahr
2010
Seiten
5
Katalognummer
V174583
ISBN (eBook)
9783640954551
Dateigröße
1151 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
PCR, Polymerasekettenreaktion, polymerase chain reation, sanger, Sanger-Methode
Arbeit zitieren
Norbert Galler (Autor), 2010, Revolution der Arbeitswelt „Molekularbiologie“ – Die Polymerasekettenreaktion (PCR) und die Sanger-Methode zur DNA-Sequenzierung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/174583

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